Выпуск 42

В монографии представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований влияния окружающей среды на широкополосную сейсмическую аппаратуру. Чтобы обеспечить решение современных задач геофизики, необходимо получение качественных сейсмических данных в широчайшем диапазоне; надо понимать, какой шум в сейсмические данные вносят несейсмические источники, как исключить или уменьшить этот шум. В данной работе рассматривается влияние изменений температуры, атмосферного давления, магнитного поля, влажности, исследовано влияние гроз, вибрация, воздушные потоки, гравитационное возбуждение и т. д. Были исследованы элементы конструкций аппаратуры, броуновское движение, неупругая деформация пружин, проверена чувствительность передаточной функции широкополосного прибора к вариациям параметров элементов около номинального значения и т.д. Теоретические исследования представлены в самом общем виде и могут быть применимы к любым видам сейсмической аппаратуры. Предложены рекомендации по снижению чувствительности приборов к внешним воздействиям.

Монография предназначена для сейсмологов, специалистов в области сейсмометрии, разработчиков аппаратуры. Изложенные здесь подходы могут быть полезны при наблюдении тонких эффектов, прецизионных измерениях и экспериментах в различных областях знания.

Кислов К.В., Гравиров В.В. Исследование влияния окружающей среды на шум широкополосной сейсмической аппаратуры: Вычислительная сейсмология. Вып. 42 / / Гл. ред. В.И. Кейлис-Борок; Отв. ред. А.А. Соловьев. — М.: КРАСАНД, 2013. — 240 с. (Вычислительная сейсмология; Вып. 42.)

ISBN 978-5-396-00545-7

Настоящее издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 13–05–07027).




ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений 6
Предисловие 10
Введение 18
Глава 1
Температурные колебания и связанные с ними помехи при сейсмической регистрации
49
1.1. Изменения линейных размеров элементов прибора, фиксируемые сейсмометром как колебания Земли 58
1.2. Изменение упругих свойств подвесов и пружины вертикального маятника 62
1.2.1. Исследование крестообразных подвесов маятников 64
1.2.2. Исследование влияния температуры на пружину сейсмометра вертикальных движений 68
1.3. Влияние разницы в температурных коэффициентах линейного расширения бетонного постамента и металлической плиты прибора на ее изгиб 72
1.4. Собственный шум преобразователя перемещения в электрический сигнал, тепловые шумы в электронных цепях прибора, тепловые флуктуации в источниках затухания 88
1.5. Шумы, возникающие из-за неравномерности распределения температуры в разных частях (элементах) прибора, в том числе конвективные потоки воздуха в объеме кожуха 93
1.6. Изменение характеристик прибора 95
1.7. Исследование конкретного прибора. Активное термостатирование и компенсация 114
1.7.1. Активное термостатирование 114
1.7.2. Термокомпенсация ШСП 124
Глава 2
Прямое воздействие флуктуаций атмосферного давления на сейсмические приборы
126
2.1. Изменение температуры во внутреннем объеме прибора, обусловленное адиабатическим процессом 127
2.2. Воздействие на маятник сейсмометра вертикальных движений изменений архимедовой силы 129
2.3. Деформация корпуса прибора, вызванная разницей внутреннего и внешнего давления 139
2.4. Снижение остаточных барических помех 144
2.4.1. Применение оптимальной фильтрации 148
2.4.2. Тестирование работы подстраивающегося оптимального фильтра 157
Глава 3
Другие шумовые воздействия на прибор и источники подобных шумов
164
3.1. Магнитные влияния 166
3.2. Гравитационные воздействия 169
3.3. Неупругие деформации пружины сейсмометра вертикальных движений 171
3.4. Воздействие вибраций 175
3.5. Влияние грозовых явлений 179
3.6. Влажность 183
3.7. Аспирационный эффект 186
3.8. Броуновское движение 187
3.9. Специфические шумы гиронаклономера 188
Заключение 190
Список литературы 194
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Определение коэффициента термической инерции ШСП (на примере сейсмометра SK-1)

211
Приложение 2
Исследование дрейфа нуля вертикальной компоненты широкополосного сейсмометра SK-1

216
Приложение 3
Определение степени герметичности корпуса ШСП (на примере сейсмометра SK-1)

220
Приложение 4
Листинг программы подстраивающегося оптимального фильтра «Slave_Opt_Filter.м»

224
Приложение 5
Параметры, характеристики и конструктивы ШСП, разбираемых в качестве примеров

231
Приложение 6
Значения некоторых физических величин, применяемых в расчетах

233
Приложение 7
Некоторые характеристики упоминаемых в книге материалов

234