地震仪器专题-监测物理量的选择

监测物理量的选择

地震监测中关心的三个物理量:位移、速度、加速度

一、主观感受

阻尼振动中，各参数之间有如下微分方程所示的关系：

也即是:

直观上看，三个观测指标之间存在着对时间的微分关系，似乎测量哪一个都是可以的，毕竟都能通过微分积分获得另外两个参数。

二、实际认识

但事实上，上述看法是在时域内的主观猜测。对于振动信号，我们首先关注的不仅仅是离散的幅值，而是各个信号的频率。

为了直观地观察各指标（x、v、a、）对频率的响应，我们把地震仪器看作一个系统对象，以激励（输入）信号的频率和系统固有频率之比，也即：

激励的频率/系统固有频率

为横坐标；同时以各参数的响应情况为纵坐标，能够大致得到如下的两张图

位移和速度的频率响应类似于图一，二加速度的频率响应类似于图二。
图一在高频阶段表现为平稳，而图二所示系统参数在低频时表现为稳定响应。

故而希望获得一个稳定的响应关系的我们，可以确定：

监测高频地震时选择位移/速度指标，而监测低频地震时选择加速度指标。