Diambil dari : http://gfzpublic.gfzpotsdam.de/pubman/item/escidoc potsdam.de/p ubman/item/escidoc:4019:4/co :4019:4/component/escidoc mponent/escidoc:4020/Chapter :4020/Chapter!re"1 !re"1.pdf .pdf #asil ter$emahan: ter$emahan:
!.% &alibrasi 'eismometer !.%.1 &alibrasi (le)tri) *+elatif, dan e)ani) *bsolute,
Kalibrasi seismograf menetapkan pengetahuan tentang hubungan antara input (gera kan tanah) dan output (sinyal listrik), dan merupakan prasyarat untuk rekonstruksi gerakan tanah. Sejak lama pergerakan tanah sangat sulit di tebak. salah satu yang menggunakan persamaan antara percepatan tanah dan kekuatan eksternal pada massa seismik (Persamaan. (5.25)), dan mengkalibrasi seismometer dengan gaya elektromagnetik yang dihasilkan dalam kalibrasi lilit lilitan an atau atau kump kumpar aran an.. ika ika fakto faktorr prop propor orsio sional nalit itas as anta antara ra arus arus dalam dalam kump kumpar aran an dan dan percepatan tanah setara diketahui, maka kalibrasi adalah pengukuran murni dengan listrik. ika tidak, parameter hilang ! baik transduser konstan kumparan kalibrasi, atau responsi"itas dari sensor itu sendiri ! harus ditentukan dari percobaan mekanik di mana seismometer tund tunduk uk pada pada gera geraka kan n mekan ekanik ik yang yang dike dikena nall atau atau kemi kemiri ring ngan an.. #ni #ni dise disebu butt )alibrasi absolute/mutla) . Karena Karena sulit sulit untuk untuk mengha menghasilk silkan an sinyal sinyal kalibr kalibrasi asi mekani mekanik k yang yang tepat tepat terlebih band$idth yang besar, salah satu caranya dengan tidak berusaha secara normal untuk menentukan fungsi transfer lengkap dengan cara ini. %agian ini terutama berkaitan dengan kalibrasi listrik meskipun metode yang sama juga dapat digunakan untuk kalibrasi mekanik di atas shake table(lihat 5.&.') !.%.2 &ondisi mum
ksperimen kalibrasi yang terganggu oleh noise seismik dan kondisi miring dan karena itu harus dilakukan di ruang ba$ah tanah. amun, rentang yang besar seismometer modern yang memungkinkan kalibrasi dengan amplitudo sinyal yang relatif besar, membuat latar belakang suara kurang dari yang diharapkan. *ermal drift terjadi karena mengganggu respon jangka panjang seismometer broadband. +ntuk kalibrasi pada periode yang lama, seismometer harus dilindungi dari rancangan dan $aktu yang cukup untuk mencapai kesetimbangan termal. elihat secara langsung dan perekaman secara digital sangat di anjurkan. Perekam sendiri haru haruss bena benar! r!be bena narr dika dikali libra brasi si sebelu sebelum m merek merekaa dapa dapatt berf berfun ungs gsii untu untuk k meng mengka kalib libras rasii seismometer. #nput impedansi dari perekam serta impedansi sumber sensor harus diukur sehingga koreksi dapat diterapkan untuk kehilangan sinyal di impedansi sumber. Sama seperti sumber impedansi pada sensor seharusnya di ukur sehingga koreksinya dapat di terapkan untuk perhitungan sinyal hilang pada sumber impedansi. !. rosedur untu) )alibrasi me)ani)/absolute me)ani)/absolute !..1 &alibrasi dengan me$a goang/sha)e table
enggunakan meja goyang adalah cara langsung untuk memperoleh kalibrasi mutlak. -alam praktek, presisi biasanya jauh di luar pita frekuensi kira!kira ,5 sampai 5 /0. -i frekuensi
yang lebih tinggi, meja goyang dimuat dengan seismometer broadband dapat mengembangkan parasit resonansi, dan gaya inersia dapat menyebabkan gerakan yang tidak diinginkan dari meja. Pada frekuensi rendah, perpindahan maksimum dan dengan demikian rasio signal!to!noise mungkin tidak cukup, dan gerak mungkin tidak seragam karena gesekan atau kekasaran di bantalan. 1ebih buruk lagi, s ebagian besar meja goyang tidak menghasilkan gerakan murni translasi tetapi juga beberapa tilt. #ni memiliki dua efek samping percepatan sudut dapat dirasakan oleh seismometer, dan gra"itasi dapat digabungkan ke dalam sinyal seismik (lihat 5.3.3). *ilt dapat menjadi masalah untuk komponen horisontal di $aktu yang lama sejak kesalahan dengan kuadrat dari periode sinyal. Satu mungkin berpikir bah$a kemiringan ' 4 rad per mm dari gerak linear seharusnya tidak masalah amun, pada periode 3 s, tilt tersebut akan menginduksi sinyal seismik dua kali lebih besar yang berasal dari gerakan linear. Pada periode ' s, efek kemiringan yang sama akan diabaikan.Periode pengukuran di atas meja goyang, jika mungkin sama sekali, memerlukan pera$atan yang khusus. eskipun semua metode kalibrasi yang disebutkan dalam bagian sebelumnya berlaku di meja goyang, metode yang disukai akan merekam gerak meja (yang diukur dengan transduser perpindahan) dan sinyal output dari seismometer, dan untuk menganalisis sinyal dengan 6718 atau perangkat lunak setara (lihat 5.9). *ergantung pada definisi aktif dan parameter pasif, orang mungkin hanya menentukan gain mutlak (responsi"itas, pembangkit constant) atau sejumlah parameter tambahan dari respon frekuensi. !..2 &alibrasi oleh gera)an bertahap/step3ise motion
eja bergerak dari peralatan mesin seperti mesin bubut dan mesin penggilingan, dan dari keseimbangan mekanik , dapat menggantikan meja goyang untuk kalibrasi mutlak seismometer. #denya adalah untuk menempatkan seismometer di atas meja, biarkan datang ke ekuilibrium, kemudian memindahkan meja manual dengan jumlah yang diketahui dan biarkan istirahat . :erakan ;tanah; kemudian dapat dihitung dengan filtrasi kebalikan dari sinyal output dan dibandingkan dengan perpindahan mekanik yang diketahui. Sejak perhitungan melibatkan tiga kali integrasi , offset dan drift harus dipindah dengan hati!hati dari jejak seismik. Kontribusi utama drift di horisontal jelas , Kecepatan *anah berasal dari tilt terkait dengan gerak meja. -engan metode ini kemudian dijelaskan, mungkin untuk memisahkan kontribusi dari perpindahan dan tilt dari satu sama lain sehingga perpindahan dapat direkonstruksi dengan akurasi yang baik. etode kalibrasi ini yang paling nyaman karena hanya menggunakan peralatan bengkel normal presisi yang melekat dari peralatan mesin dan penggunaan yang relati"e, perpindahan besar menghilangkan masalah perpindahan mekanis kecil. Sebuah program <=>*>7 bernama -#SP671 yang tersedia untuk e"aluasi (lihat 5.9). Ketepatan metode tergantung pada menghindari dua sumber utama kesalahan ' ! >estitusi pemindahan tanah dari sinyal seismik (proses filtrasi terbalik) adalah untuk seismometer broadband tetapi membutuhkan pengetahuan yang tepat dari fungsi transfer untuk seismometer periode pendek. #nstrumen dengan parameter yang tidak stabil (seperti pemilu seismometer tromagnetic) harus dikalibrasi elektrik saat dipasang di atas meja uji. amun, setelah respon diketahui, restitusi dari gerakan tanah mutlak tidak ada masalah bahkan untuk geophone dengan periode bebas dari ,' s. 2 ! Pengaruh kemiringan hanya dapat dihapus dari sinyal perpindahan ketika gerakan tiba! tiba dan singkat. kemiringan tidak diketahui selama gerakan, dan terintegrasi dua kali dalam perhitungan dari perpindahan. adi semakin lama inter"al gerak, semakin besar efek dikenal
tilt akan sinyal perpindahan. Praktis, gerak dapat berlangsung sekitar satu detik pada alat mesin yang dioperasikan secara manual, dan sekitar seperempat detik pada bal7nce. #ni dapat diulang pada inter"al beberapa detik. tilt statis sebelum dan sesudah gerak menghasilkan tren linear di kecepatan yang mudah dihapus. fek tilt selama gerakan, namun, dapat dihapus oleh interpolasi tren sebelum dan sesudah gerak. "aluasi komputasi terdiri dalam langkah! langkah utama berikut (:ambar 5.29.) ') jejak tersebut decon"ol"ed dengan fungsi transfer kecepatan seismometer tersebut 2) jejak adalah piece$ise detrended sehingga mendekati nol dalam inter"al gerak bebas tren diinterpolasi dikeluarkan dari inter"al gerak Pada prinsipnya, perpindahan langkah!seperti tunggal adalah semua yang diperlukan. amun, percobaan dibutuhkan begitu sedikit $aktu yang lebih mudah untuk menghasilkan selusin atau lebih sama langkah, rata!rata hasil, dan melakukan beberapa statistik kesalahan. Pada mesin penggilingan atau bubut, dianjurkan untuk di!kios beberapa alat mekanis yang berhenti gerak setelah setiap putaran penuh poros. Pada keseimbangan, meja berulang kali pindah dari stop untuk menghentikan. perpindahan dapat diukur dengan dial mikrometer atau ditentukan dari gerakan balok (:ambar. 5.3). -ari perjanjian mu!tual antara sejumlah percobaan yang berbeda, dan dari perbandingan dengan kalibrasi goyang!meja, kami memperkirakan akurasi mutlak metode untuk menjadi lebih baik dari '?.
7ra@gbr. 5.29 kalibrasi mekanik 7bsolute dari S*S'!%% (2!an) seismometer di meja dari mesin penggilingan, die"aluasi dengan -#SP671. eja itu secara manual pindah 'A langkah dari 2 mm masing!masing (satu putaran penuh dial pada satu $aktu). ejak dari atas ke ba$ah rekaman %% sinyal output dipulihkan dan de!cenderung terus kecepatan dipulihkan perpindahan.
7ra. 5.3 engkalibrasi seismometer "ertikal pada keseimbangan mekanik. Ketika massa $' gram di beberapa titik 8 dekat akhir balok dalam keseimbangan dengan gram $2 di atas meja atau dikompensasikan dengan pergeseran sesuai berat geser, maka gerak meja adalah dengan faktor $' @ $2 kecil dari gerakan di 8. !.. &alibrasi dengan &emiringan/tilt
7ccelerometers dapat statis dikalibrasi di atas meja miring. ulai dari posisi hori0ontal, fraksi gra"itasi digabungkan ke sumbu sensitif sama dengan sinus dari sudut kemiringan. (7 meja miring tidak diperlukan untuk accelerometers dengan rentang operasi melebihi ± 'g ini hanya diserahkan.). seismometer kekuatan!balance biasanya memiliki output massa!posisi yang merupakan keluaran akselerasi lambat merespons. -engan kesabaran, output ini bisa seperti! bijaksana dikalibrasi pada meja miring kecil kisaran kemiringan statis sensitif broadband seismome!ters, bagaimanapun, mungkin tidak nyaman. *ransduser konstan kumparan kalibrasi kemudian diperoleh dengan mengirimkan arus searah melalui itu dan membandingkan efeknya dengan kemiringan kalibrasi!tion. 7khirnya, dengan menarik kumparan dengan gelombang sinus yang setara akselerasi yang sekarang dikenal, kalibrasi mutlak output broadband diperoleh. metode ini tidak dijelaskan lebih rinci di sini karena kami mengusulkan metode sederhana. Pokoknya, seismometer dari jenis homo!geneous!triaksial tidak dapat dikalibrasi dengan cara ini karena mereka tidak memiliki 8, B, C sinyal massal posisi. etode yang kami usulkan (untuk komponen horisontal saja Program *#1*671) adalah simi!lar dengan yang diuraikan di ba$ah 5.&.2, tapi kali ini kami merangsang seismometer dengan langkah diketahui tilt, dan menge"aluasi sinyal output yang direkam untuk percepatan lebih dari perpindahan. #ni adalah sederhana perbedaan antara tingkat drift jejak kecepatan de!con"ol"ed sebelum dan setelah langkah sama dengan percepatan tilt! diinduksi tidak ada dasar interpolasi yang terlibat. +ntuk menghasilkan langkah!langkah berulang tilt, hal ini berguna untuk mempersiapkan sebuah tuas kecil di mana meja miring atau seismometer dapat dengan cepat dimiringkan bolak!balik dengan jumlah yang dikenal. kemiringan dapat melebihi rentang operasi statis seismometer tersebut maka harus menonton sinyal output dan re"erse tilt sebelum seismometer yang datang untuk berhenti.
