地震观测仪器维护

地震观测仪器维护2011年11月1、地震计基本原理2、数据采集器基本原理3、传递函数4、日常维护中发现的问题摆的悬挂方式垂直摆水平摆1、地震计基本原理垂直摆水平摆STS-2地震计STS-2地震计STS-2地震计BBVS-60宽频带地震计三分向一体结构频带宽度：60秒～40赫兹外置锁摆、松摆螺钉上电初始化时自动检测机械零位并调整支持远程零位监控安装时只需要调整水平、方位，松摆，加电后即可进入工作状态北京港震机电技术有限公司

采用经典的力平衡负反馈技术，传递函数稳定BBVS-60地震计反馈系统北京港震机电技术有限公司BBVS-60地震计控制系统北京港震机电技术有限公司ADuC812单片机摆体零位检测与控制系统（仅在上电后和远程激活时短时间工作）10K摆体零位电压控制调零马达摆体零位电压输出实现了简单安装，无需用户干预即可精确调零。BBVS-60频率特性BBVS-60自身噪声功率谱密度BBVS-60安装使用水平调整

输出插座水平泡水平泡锁摆螺钉垂直方向为锁定状态方位基准方位基准锁摆螺钉一、EDAS-24IP的特点数据采集、记录、网络服务三大功能

EDAS-24LEDAS-24IP数据采集24BIT、5V/10V/20V3/6通道GPS时间间隙供电，同步精度、时间精度通信端口RS-2322个数据口RS-2322个（数据、控制台）、LAN数据记录无连续/事件/日志文件事件触发

无电平、STA/LTA数据存贮

无硬盘、CF卡

电池无镍氢充电电池TCP/IP无支持数据服务

实时数据流，主动发送面向连接、按需服务，

TCP/IP协议www无参数设置查询、数据管理、实时波形监视FTP无远程数据管理,上传及下载

telnet

无远程访问和控制

2、数据采集器基本原理（EDAS24IP）EDAS-24IP典型应用流动地震观测利用Linux的文件系统，支持大容量存贮一般台站观测远程管理实时数据传输/远程数据访问二、EDAS-24IP概述2.1结构2.2信号处理流程2.3基本特征与功能

2.4性能指标EDAS-24IP的功耗<2W

2.1EDAS-24IP的外部简介显示灯存储介质及电池盒电源显示灯外接电源插座COM1超级终端串口COM2数据串口地震计插座A

（3通道）地震计插座B

（6通道）GPS天线插座LAN插座1

显示灯2电池盒3电源灯7地震计A8地震计B9GPS4电源插座5超级终端6数据串口10网口EDAS–

24IP的内部构成主电路板GPS主电路板DSP电路板地震计接口板B通道AD扩展板A通道AD扩展板电源控制板EDAS-24IP功能框图

输入放大器直接连接到地震计的信号输出差分平衡输入：提高抗共模干扰能力低噪声转换输入信号变化范围，适合ADC输入多量程切换，使数据采集器有能力适合不同地震计的信号输出幅度范围（量程选择5V/10V/20V）模拟数字转换（ADC）数字模拟转换（DAC）DACADC模拟信号数字信号采样：按等间隔对输入信号取样量化：将每一个取样的幅值转换为数字编码采样率选择：采样定理：一个数字信号序列能够表示的最大信号频带宽度为该数字信号序列采样率的一半。主要由地震计的输出频带决定，理论上越高越能反映真实值，实际上受传输速率及存储容量约束。地震计频带采样率FBS-320s-20Hz50HzBBVS40s-40Hz100Hz模拟数字转换器（ADC）将模拟量转换为数字编码。常见的ADC有8位、12位、16位、24位，它们具有不同的性能，位数越高越好。北京港震机电技术有限公司2.2EDAS-24IP信号流程

地震数据采集器

AD采样滤波

DSP信号处理实时数据输出地震数据服务器1嵌入式Linux操作系统

Redboot、内核、BusyBox常用命令

Tinylogin用户管理、agetty控制台、其他定制的Linux命令域应用程序2wu-ftpd提供文件传输服务3telnetd提供网络远程服务；4apache提供WWW网络服务及文件下载5地震数据服务、记录程序；6客户数据服务网站。命令转发采样率变换与数字滤波器DF62DF510DF410DF310DF216DF18DF52DF410DF310DF216DF18DF52DF45DF310DF216DF18DF52DF42DF310DF216DF18DF42DF310DF216DF18DF42DF35DF216DF18DF42DF32DF216DF18输入采样率输出采样率256K256K256K256K256K256K256K500Hz200Hz100Hz50Hz20Hz10Hz1Hz数字信号序列能够表示的最大信号频带宽度为该数字信号序列采样率的一半在采样率变换之前需要用数字滤波器滤除多余频带的信号，以满足新采样率对信号频带的要求FIR数字滤波器通带波动<0.08dB阻带衰减<-135dB最小相位：初动清晰，适合速报。线性相位：适合强震记录、结构观测、数据分析、工程应用。地震数据文件存储目录结构缓冲数据

文件系统的

目录结构永久纪录文件系统的目录结构FlashFTP连接EDAS-24IProot目录结构

缓冲数据

文件的目录永久纪录文件的目录如何得到EDAS-24IP地震数据1、实时波形数据；通过数据串口/网口，计算机启动EDAS-IP-SMS软件，建立连接，显示波形，存储。网络连接到EDAS-24IP,FTP或WWW网页下载ctn文件。2、标定文件、事件数据和日志数据；网络连接到EDAS-24IP,FTP或WWW网页下载ctn文件。3、查看波形文件

EDSP-IAS1.7以上版本

如何设置EDAS-24IP参数1、通讯端口；数据串口/网口，计算机启动EDAS-IP-SMS软件，建立连接，设置参数。2、串口设置；计算机启动EDAS-IP-SMS软件，建立连接，设置参数。3、网口设置网络连接到EDAS-24IP,WWW网页设置参数。网络连接到EDAS-24IP,启动EDAS-IP-SMS软件，建立连接，设置参数。4、参数设置需要管理员密码

EDAS-24IP用户级别EDAS-24IP的用户分为网络一般用户和超级用户：网络一般用户的访问权限：1、

能够查询台站的基本系统简介及了解台站基本情况；2、

能够查询台站的仪器工作情况；3、

能够查询实时数据波形；4、

能够查询和回放指定时间段的地震波形文件，包括连续记录和触发记录事件。可可以获得有关地震计传递函数等技术文档。管理员的访问权限：具有以上权限设置和更改仪器参数密码管理

EDAS-IP-SMS1、面向连接、按需服务；2、用户验证，提供一定安全保证：采用与系统一

致的用户及口令验证连接请求；3、采用Steim2数据压缩方式构成数据帧，帧格式

保持同数据采集器的数据帧格式形式兼容；4、多种数据服务方式，提供灵活组网支持：

•连续实时数据服务；

•事件信息服务；

•事件波形服务；

•数据段服务；地震数据服务的功能特点2.3EDAS-24IP的基本功能高性能的输入放大器、Σ-Δ调制器CS5321实现A/D转换、高精度FIR数字滤波器、去零点滤波器（高通）GPS时间服务精度:钟差<0.1ms频差<1ppm灵活的标定信号发生器及地震计零点监控RS-232兼容串行接口（控制台、数据）单电源供电、工作参数掉电不丢失环境温度与供电电压监测（内部电压）

自动定时健康信息面板显示工作状态地震数据记录

地震数据记录及参数设置的远程服务

实时数据服务与显示

软件远程升级2.4EDAS-24IP的性能指标

通道数3/6标定信号发生器16位DAC,±5mA指令/定时输入满度值±5V,±10V,±20V,差分标定信号类型方波、正弦波，伪随机码,强震输入阻抗>100KΩ（单边）授时GPS，授时/守时精度<1毫秒A/D转换24位通讯接口两个RS232，一个10M/100M动态范围>135dB@采样率为50Hz自启动功能自检、自动复位、重启功能系统噪声小于1LSB(有效值)通讯协议TCP/IP协议，基于网络协议的实时数据传输，支持FTP、Telnet、Http.非线性失真度<-110dB@采样率为50Hz记录功能连续和触发事件同时记录路际串扰<-110dB记录容量及介质30GB硬盘或FLASH盘，可选配数字滤波器FIR，线性和最小相移记录格式支持SEED格式输出采样率1,10,20,50,100,200,500Hz工作温度温度-20℃~+55℃频带范围0~0.4,4,8,20,40,80,200Hz供电电源直流9~18V，标准12V，内置可充电镍氢电池去零点滤波器一阶数字高通滤波器平均功耗<2W高通滤波可设DC、10、30、100、300、1000、3000S外形尺寸200mm×300mm×88mm 三、EDAS-24IP安装指南3.1安装步骤3.2连接EDAS-24IP到供电电源3.3连接到通信设备或计算机3.4连接地震计3.5安装GPS天线3.6LED面板显示3.7检查工作状态

安装附件第一步 设备准备在安装之前检验参照第一节所需要的设备是否齐全，并准备一台计算机，其硬件要求：l

奔腾ⅢCPU、128M内存、CDROM；l

至少一个RS232端口；l

至少一个LAN口。操作系统要求：l

Windowds2000；l

Servicepack2；l

安装JAVAPLUG（访问EDAS-24IP内部的WWW网页之前应在计算机上安装）。应用软件要求：

l

最好安装港震公司的EDAS-IP-SMS软件，该软件同时支持串口及网口方式与EDAS-24IP的通讯连结，参照软件手册；l

FTP软件。安装步骤（一）安装步骤（二）第二步 安装GPS天线，参照第二章第七节；第三步 连接EDAS-24IP到地震计，参照第二章第六节；第四步 连接EDAS-24IP的电源线路外部电源，参照第二章第三节；第五步 连接EDAS-24IP的实时数据串口COM2的通讯线到计算机本地串口，参照第二章第四节；第六步 连接EDAS-24IP的网线到计算机或网络设备，参照第二章第五节；

安装步骤（三）如果本地计算机安装了EDAS-IP-SMS软件，则采用以下步骤操作（建议使用）：

第七步 连接EDAS-24IP电源插头，面板电源指示灯（红色）亮，表示EDAS-24IP开始工作；第八步 启动本地计算机安装的EDAS-IP-SMS软件，并使用串口与EDAS-24IP连通，得到EDAS-24IP的的IP地址，修改EDAS-24IP的IP地址为实际应用的IP地址，参照EDAS-IP-SMS软件手册；第九步 修改好EDAS-24IP的IP地址后，重新启动EDAS-24IP，则EDAS-24IP的IP地址为新修改的IP地址，使用新的IP地址，通过EDAS-IP-SMS软件以网络方式连通EDAS-24IP，连通后则可以进行参数设置等操作，参照EDAS-IP-SMS软件手册；第十步 当然，还可以通过WWW网页、FTP或telnet的方式访问EDAS-24IP，参照第三章和第四章。

3.1连接到供电电源

引脚编号引脚名称输入/输出类别1+12V电源输入2+12V电源输入345GND电源地6GND电源地7

电源关断信号输入电源管理外电源电池电池充电系统3.2连接到通信设备或计算机

波特率

>A通道所需的数据传输速率

+B通道所需的数据传输速率；

其中

A通道所需的数据传输速率=SRA*90+180；

B通道所需的数据传输速率=SRB*90+180；A通道采样率(Hz)B通道采样率(Hz)可用的最小波特率(BPS)10,20,50

4800100

9600200

19200500

576005048005010,20,50960010010,20,50,1001920020010,20,50,100,20038400500200,500115200

表2.3部分采样率与波特率的对应关系

3.3连接地震计接口引脚说明引脚编号引脚名称输入/输出类别引脚编号引脚名称输入/输出类别1SGND1第一路信号地11PGND电源地2CH1+Vin第一路信号正输入12CH1-Vin第一路信号负输入3CH2+Vin第二路信号正输入13SGND2第二路信号地4CH3+Vin第三路信号正输入14SGND3第三路信号地5CH1_OFFSET第一通道地震计监控15CH2_OFFSET第二通道地震计监控6CAL_OUT(I)标定电流输出16CH3_OFFSET第三通道地震计监控7CAL_OUT(V)标定电压输出17PGND电源地8CAL_OUT(C)强震标定控制输出18CH2-Vin第二路信号负输入9+VS电源19CH3-Vin第三路信号负输入10+VS电源3.3连接地震计与不同传感器的输入连接

BBVS、BBAS直接无缝连接与其他则需要增加接口盒3.4安装GPS天线GPS天线对天空的张角要尽量大

具有GPS接收机，获取UTC时间和经纬度信息，对数字信号标注时标地震数据采集器内部时间采用UTC标准时间

3.5LED面板显示1电源指示灯2GPS工作状态灯3硬盘工作状态灯4网络端口工作指示灯1电源指示灯3.6数采监控软件的安装EDAS-24IP-SMS数采监控软件光盘安装3.7检查工作状态

波形显示区扫描时间刻度区波形显示参数状态栏存盘显示框台站编号采样率显示框时间显示框WWW网页访问1、基于Web的Java小程序设计；2、使用数据服务程序提供的服务实

现同处理系统和数据采集器的交

互活动；3、使用WWW服务器提供的功能实

现数据下载，操作简单；四、参数设置与查询4.1查询地震数据采集器参数4.2实时波形显示4.3设置台站编号4.4设置采样率及高通滤波器4.5设置传感器量程、转换因子、零点修正值4.6设置通信参数立即生效、数采掉电重启后才有效4.7实时波形存盘连续存盘、分小时存盘4.8显示工具栏和信息提示栏

转换因子注：转换因子等于每个Count对应的输入电压值例：

EDAS-24IP10V量程1589nV/count=10(V)/6291455(count)20V量程3179nV/count5V量程794nV/countEDAS-24L机械摆的传递函数Laplace变换后：M为质量体S为悬挂弹簧R为阻尼z(t)为输出，表示M相对于地面的运动三、传递函数H(s)为摆的传递函数摆的输出z(t)是摆体相对于地面运动的位移传递函数H(s)表示使用该摆观测地面运动位移时的系统频率特性机械摆对地面运动速度的响应记xv(t)为