山西永濟地震臺BBVS-60地震計標定異常原因分析

邰垣東，張紅秀，高志偉

(1.山西省地震局臨汾中心地震臺，山西 臨汾 041000；2.太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站，山西 太原 030025)

0 引言

BBVS-60地震計是山西測震臺網主要的觀測儀器，在日常使用中相對穩定，但有些臺站在標定中經常出現超限，遠程調零后進行標定才恢復正常。對部分超限臺站的觀測設備進行排查更換，但更換后仍存在問題。文章對永濟地震臺BBVS-60地震計標定異常的原因進行分析，為其他臺站解決相似的問題提供參考辦法。

1 地震計問題概述

永濟臺使用的測震儀器數采是EDAS-24IP，地震計型號為BBVS-60。近期脈沖標定多次出現超限，正弦波標定有干擾。脈沖標定超限后，遠程通過EDAS-IP-SMS2006多次調零，脈沖標定才合格。由于上述原因，決定把永濟臺的EDAS-IP更換為EDAS-GN。山洞距機房較遠，需定做一根新饋線，連同原來使用的BBVS-60一同更換。

2 原因分析

2.1 儀器設備初步檢查實驗

首先，對郵寄來的數采、地震計(2個)、饋線等設備進行檢查，發現封裝完好；其次，在室內把數采、地震計1(上電開鎖)、電源、GPS等連接好后，連接計算機。使用安裝的EDAS-GN-SMS軟件，顯示實時波形。因EDAS-24GN提供的網線是標準的直通網線接口，與計算機直接連接需一根交叉網線，通過HUB連接；連接好硬件設備后，啟動EDAS-GN-SMS程序，在顯示的窗口輸入用戶名、密碼、IP地址，數采IP地址在數采窗口顯示。顯示的異常波形如圖1、圖2所示。

圖1 垂直向噪聲輸入圖Fig.1 Vertical amplification display noise input map

圖2 垂直向無輸入圖像Fig.2 Vertical reduction display no input image

圖2中顯示的波形不正常，在GN-SMS界面反復使用“居中○”“放大△”“縮小▽”等按鈕進行調整。發現放大后垂直向有波形，水平向劃直線；縮小后垂直向劃直線，水平向有輸入。反復多次，均不正常。更換備用地震計2實驗，接好后三分向顯示均為直線。由于地震計已維修過，地震計饋線是重新做的，在與有關人員聯系確認運輸前做過測試且狀態正常后，用排除法逐級檢查，重新測試。在地震計1附近用力跺腳，水平向有響應，垂直向無響應。地震計2通電后，在附近跺腳，無任何反應，判斷為地震計故障。

2.2 地震計檢查

針對上述問題的檢查判定，首先對地震計1進行拆封檢查，發現垂直向有根斷線，重新焊接、通電，檢測到波形恢復正常。把地震計2也打開檢查，發現斷線，焊接好，通電，仍不正常。進一步仔細檢查，發現上下兩印刷板接觸不好，接好后，上電檢測顯示正常。兩地震計出現的問題及處理后圖像分別如圖3、圖4、圖5所示。

圖3 地震計1Fig.3 Seismometer 1

圖4 地震計2Fig.4 Seismometer 2

2.3 現場安裝實驗

圖5 地震計修理后的正常圖像Fig.5 Normal waveform image of seismometer after repair

儀器檢查完畢，設置臺站參數后，去永濟臺安裝GN設備。當天安裝后，狀態穩定，未上網與IP并行。第二天檢查GN，波形顯示正常，上網，數采EDAS-24GN工作。數采EDAS-24IP原饋線、地震計一并拆除。GN饋線固定在墻上原饋線位置(見圖6)。

圖6 原儀器線路布設圖Fig.6 The layout of the original instrument circuit

遠程脈沖標定，發現波形中出現規律性的鋸齒波干擾，采取接地等措施仍未見效。正弦波標定也出現了規律性的鋸齒波干擾。經上級技術部門指導，重新安裝使用IP工作。由于時間緊迫，把饋線隨意放在地上，遠程脈沖、正弦波標定一次，結果合格。幾日后，日常維護脈沖標定也合格。一月后再次標定也達到一次合格，且與2018年12月的周期接近，趨于穩定。脈沖標定結果及相對于上月標定誤差如第56頁表1所示。

3 綜合分析

(1) 儀器運輸前，包裝太嚴，向上放置的標志不明顯，可能導致運輸過程中傾倒、倒置。用力裝卸或顛簸可能導致地震計斷線及上下印刷板接觸不良。

(2) 現場更換儀器后，饋線安裝在墻上與交流電線并行，造成交流干擾。

(3) 原儀器每月脈沖標定誤差大、不合格，遠程多次調零點后，脈沖標定才合格，是饋線與電源線距離近造成零點漂移所致。

表1 2018年12月至2019年2月脈沖標定對比Table 1 Comparison of pulse calibration periods from December 2018 to February 2019

(4) 原儀器IP與GN、BBVS-60都正常。由于饋線與電源線距離較近，標定時發出的標定信號受交流電干擾，導致標定波形有干擾或不合格。

(5) GN-SMS軟件打開后，放大“△”，垂直向有波形，水平方向呈直線，是垂直向空載噪聲輸入，垂直向無信號，水平向限幅。

(6) 上電后，GN-SMS軟件檢測到的均為直線，表面上看到硬件連接完好，實際是地震計內部兩塊印刷板插頭接觸不良，未接通。

4 結論

(1) 精密儀器(地震計)在運輸過程中要按向上指示的方向，不能傾倒或倒置，需輕拿輕放。也不能過度包裝，否則在運輸過程中，有可能被傾倒或倒置。

(2) 地震計的饋線與電源線要保持一定的距離，強電、弱電分離或采用屏蔽設施，防止交流電干擾，使得地震計零點漂移，波形有干擾，標定不合格。

(3) 強電主要趨于功率輸送，具有強電流，弱電則偏向信息傳送。如，電話線、網線等弱電流，強、弱電要分開，平行距離不得小于30 cm，否則會干擾弱電信息的傳輸，影響儀器的使用。