Σεισμικά Όργανα

Χαρακτηριστικά Σεισμικών Οργάνων

Οι βασικές παράμετροι οι οποίες καθορίζουν τα χαρακτηριστικά ενός σεισμογράφου είναι α) το εύρος ζώνης (bandwidth), β) η ευαισθησία ή ενίσχυση (gain) και γ) η δυναμική απολαβή (dynamic range). Και οι τρεις αυτές παράμετροι είναι αλληλοεξαρτώμενες και κάθε προσπάθεια μονομερούς βελτίωσης κάποιας από αυτές συνεπάγεται αντίστοιχη μεταβολή των υπολοίπων.

Τα σεισμικά σήματα είναι πολύ ακανόνιστα και καλύπτουν ένα μεγάλο εύρος συχνοτικού περιεχομένου και πλατών. Κανένας κλάδος των φυσικών επιστημών δεν παρουσιάζει τέτοιο μεγάλο συχνοτικό εύρος. Η συνήθης πρακτική είναι να χωρίζουμε το σεισμικό φάσμα σε διάφορες ζώνες, για κάθε μια από τις οποίες χρησιμοποιούμε όργανα με συγκεκριμένες τιμές των παραπάνω παραμέτρων.

Η σχεδίαση ενός οργάνου με αυτά τα χαρακτηριστικά είναι εξαιρετικά δύσκολη. Για αυτό το λόγο έχει δημιουργηθεί ένα νέο είδος σεισμικών οργάνων, οι επιταχυνσιογράφοι, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για την καταγραφή των ισχυρών εδαφικών κινήσεων.

Οι συνήθεις τύποι σεισμικών οργάνων που βρίσκονται σήμερα σε εφαρμογή είναι τρεις:
  • Όργανα βραχείας περιόδου (Short Period Instrument ή SP) που παρουσιάζουν την μέγιστη μεγέθυνση στην περιοχή 1-10 Hz και χρησιμοποιούνται για την μελέτη κοντινών σεισμών. Τα όργανα αυτά έχουν μεγέθυνση της τάξεως του 105.
  • Όργανα μακράς περιόδου (Short Period Instrument ή LP), με μέγιστη μεγέθυνση στη συχνοτική περιοχή κάτω από το 0,1 Hz. Τα όργανα αυτά έχουν μεγένθυση της τάξεως 5Χ103.
  • Όργανα ευρέως φάσματος (Broad Band Instrument ή BB), τα οποία χαρακτηρίζονται από σταθερή μεγέθυνση για συχνοτικές ζώνες που κυμαίνονται από κλάσμα του Hz μέχρι αρκετές εκατοντάδες Hz.

Τα χαρακτηριστικά ενός σεισμικού οργάνου αντικατοπτρίζονται στις αντίστοιχες καμπύλες απόκρισης, οι οποίες είναι διαγράμματα που παρουσιάζουν την ενίσχυση Μ(f) σε συνάρτηση με τη συχνότητα ή την περιόδο.



Καμπύλες απόκρισης σεισμογράφων


Στο σχήμα συγκρίνουμε τις καμπύλες απόκρισης των πιο γνωστών σήμερα σεισμογράφων. Οι καμπύλες απόκρισης των πιο γνωστών σεισμογράφων 1)Beniof (μικρής περιόδου) 2)Grenet-Coulomb 3)Wood-Anderson 4) Ευρείας ζώνης (ευρέως φάσματος)







Είναι φανερό ότι η μόνη μορφή με την οποία καταγράφεται ένας σεισμός (το σεισμόγραμμα) εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του σεισμογράφου, ο οποίος μπορεί να αλλοιώσει σημαντικά τόσο το συχνοτικό περιεχόμενο όσο και τα πλάτη των διάφορων σεισμικών φάσεων. Δυο σεισμογράφοι λοιπόν με διαφορετικές καμπύλες απόκρισης παρέχουν ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα το οποίο δείχνει πώς καταγράφεται ένα σεισμόγραμμα νέο από σεισμογράφους με διαφορετικά χαρακτηριστικά (καμπύλες απόκρισης).
texnomatheia@hotmail.com