工欲善其事，必先利其器
地震仪，是地球科学观测必不可少的设备之一。正是因为地震仪的研制和应用，使得我们对赖以生存的地球有了更加清晰、明确的认识。在科研和生产中，为了满足不同的需求，地震仪也是各色各样。地震仪的分类主要与他们测量的地震震动幅度和相应的周期相关。
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短周期地震仪：低频端在0.5～1.0Hz（1-2s）内，高频端在20及20Hz以上的地震仪。主要用于监测微震活动和远震P波初至。
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长周期地震仪：一般认为固有周期大于20s的地震仪。记录的长周期地震波，可用于观测地震面波，研究地壳内部构造和确定地震参数等。其中超长周期的地震仪用于记录地球的自由振荡。
地球的自由震荡
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宽频带地震仪：低频端在0.01～0.05Hz（20-100s）内，高频端在20及20Hz以上的地震仪。宽频带地震仪的应用越来越广泛，通常能够对全世界范围内的地壳运动提供更为全面的信息。
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甚宽频带地震仪：低频端在0.03～0.01Hz（30-100s）内，高频端在20及20Hz以上的地震仪，
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超宽频带地震仪：低频端小于0.03Hz(30s），高频端在20及20Hz以上的地震仪。
随着科技的飞速发展，目前的地震仪大多都是数字地震仪。这里我们就来介绍一下这些地震科学研究背后的大明星--玲琅满目的地震仪。
部分地震计的观测频带
Güralp公司（英国）：
全球地震仪器和地震监测系统供应商。
其旗下的地震仪大致如下：
Güralp 3T
Güralp 3T是微型、力反馈地震仪的先驱，是三轴、宽频带、弱运动地震仪，可长期提供高质量的监测。根据所需的性能级别和安装位置，有以下几种选择：
3T-360-天文台级仪器，可在非常安静的地方进行长时间的监测。
3T-120-用于表面和地下室，可选择在-55摄氏度下运行和冷启动测试的极性套管。
3T-120 PH-适合在潮湿环境中永久浸泡的井下观测。
Güralp 3ESPC
Güralp 3ESPC是一种便携式、宽频带、弱运动三轴宽带地震仪。
非常适合在中等噪音水平以下区域长时间的临时或永久安装。仪器的宽频带响应和低自噪声水平使其适用于所有规模的地震监测：本地、区域和远程地震。
Güralp40
体积小，坚固耐用，是快速部署的理想选择。
Güralp40系列三轴宽频地震仪非常适合在具有挑战性的环境中快速部署，如火山动荡或余震监测。它们也非常适合安装在环境噪音水平适中的地下室。通过顶部接入连接器，它们也适用于井下或直埋安装。
Güralp 6
超低功耗、轻量化，可在野外快速部署。
Güralp 6系列是超低功率、轻量化、三轴、宽频带地震仪，非常适合于一个人在中等噪音的地点快速安装，如余震或火山动荡监测。
Certimus
Certimus是一款一体式便携式数字化宽频带三轴地震仪，具有最先进的通信能力，能用于直埋、地表和地下室部署。与其他宽带仪器不同，Certimus可在与水平面成90°角的位置工作，具有120s-100Hz的宽频率响应。适合偏远的地区，方便快捷，即插即用部署。
Nanometrics公司(加拿大)：全球地震仪提供商，
为人造地震和天然地震提供监测解决方案和技术设备。
其旗下的地震仪大致如下：
Trillium Compact
Trillium Compact小型的、高度便携的宽频带地震仪，有多种配置，部署简单，大大减少了现场准备和安装所需的时间和精力。连续质量数据在部署后几分钟内可用，无需进一步干预。Trillium Compact具有不锈钢外壳和防水连接器，可以像Posthole类型一样，适合井下部署（深度可达300米）。
Trillium Compact Horizon：满足更广泛的使用情况，具有防腐蚀钛外壳，可浅埋10 m深。
Trillium Compact 120s：将宽带地震仪的卓越性能与坚固检波器的安装方便性相结合。120s仪器采用对称三轴力反馈传感器设计，观测频带从120s到100Hz。
Trillium Compact 20s：具有对称三轴力反馈传感器设计，观测频带从20s到100Hz。20s仪器具有业界领先的10°倾斜公差（即10°内倾斜不影响结果），使部署在各种地面条件下非常快速和高效。不同的地形可以选择不同的基脚。
Trillium Compact Horizon
Trillium Compact Horizon：宽带地震仪，适合浅埋和地下室安装。保持了Trillium Compact各个方面的性能，同时也是迄今为止生产的最小、最轻的型号。重量只有1公斤多，是直接掩埋Trillium Compact Posthole重量的1/3。其防腐蚀的钛外壳可以浅埋到10米深。用于全球地震台网，且与现有的Trillium Horizon电缆兼容。
Trillium Compact Posthole
Trillium Compact PH坚固耐用，可以直接埋在冰架上，重量轻（仅为3.3千克），便于在火山上携带，直观性强，可以在几分钟内完成部署。其耐腐蚀、耐刮擦和防碎屑的不锈钢外壳、防水接头以及可完全浸没在水中，使Trillium Compact PH成为直接掩埋的理想选择，即使在干旱、极地或潮湿的环境中也是如此。Trillium Compact PH有两种变体：120s和20s，都具有超低的功耗，分别在<180mW和195mW。当使用Trillium Compact PH和Centaur数字化采集器联合使用时，可以通过Centaur 数字界面访问数字水准气泡。虚拟调平泡泡有助于在黑暗的洞中轻松找平，或者一旦被掩埋，就可以随时检查水平度。
Trillium Horizon
Trillium Horizon适用于局部、区域和全球地震研究的地震仪，频带范围从120s到150Hz（或者360s到150Hz），并且自噪声非常低。适合直接埋葬（10米深）或者室内使用。同样具有数字化气泡水准仪，便于井下找平。
Trillium Borehole
Trillium Borehole是适用于局部、区域和全球地震研究的地震仪。频带范围从120s到150Hz，具有可远程启动自动调平，以进行高达±5度的校正，便于在深井中。坚固、防水、不锈钢外壳确保传感器免受恶劣环境的影响。490mW的低功耗将现场的电源需求降至最低。
Trillium Posthole
Trillium Posthole 宽频带地震仪，专为井下部署而设计。仪器安装在一个不锈钢外壳内，可选择调平系统，允许仪器在±5度（或±10度）的倾斜范围内进行自我校正。同样适用于局部、区域和全球地震研究。频带范围从120s到150Hz。
Geotech Instruments，LLC（美国）：
致力于地面运动监测仪器的开发和生产。
参加全球地震台网、爆炸监测、月球地震实验等项目。
其旗下的地震仪大致如下：
KS-54000
KS-54000型是井下、三分量地震仪，设计用于0.003至5Hz频率的超低噪声监测，低于频率高达5Hz的低噪声模型。KS-54000仪器一直是核爆监测以及全球地震研究的重要组成部分。一般安装在大约100米深的套管钻孔中，以最大限度地隔离表面噪音。KS-54000-P的井下地震仪是一种较便宜的型号，用于安装深度约为10米的位置，而不考虑表面噪声。
KS-2000M
KS-2000M型
KS-2000M型岩土地震仪是在经过时间考验的KS-54000型基础上研制的一种新型宽带地震仪。它体积小，是便携式应用的理想选择。有地面版本和井下版本可使用，还提供短周期版本的KS-2000SP。频带范围120s至50Hz（最高可达100Hz）
KS-1
KS-1
三分量0.003至5赫兹
（可选16赫兹）
KS-1型是一种非常宽频带、观测级的地震计系统。它是KS-54000型钻孔地震仪的直接衍生产品，其被IRIS在其全球地震台网中使用。频带范围大约在0.003Hz到5Hz之间（最高可达16Hz）。KS-1使用与KS-54000相同的电子元件，并重新包装用于地表安装。
Model S-13/GS-13
Model S-13/GS-13
Model S-13是一种高分辨率、优质短周期地震仪，能够满足最苛刻的地震研究的噪音和稳定性要求。其固有频率可调，从0.75Hz到1.1Hz。S-13外部质量锁、弹簧张力和操作调整都配备有密封件，使仪器能够浸没在100英尺的深度下正常工作。S-13的一个主要特点是机械设计，适合非熟练人员使用最少的备件进行现场维修。
北京港震仪器设备有限公司：
从事中国数字地震观测技术的研发、生产、集成和推广应用。其旗下的地震仪大致如下：
GL-CS2
三分向一体的电子反馈型短周期地震计。灵敏度高，范围动态大，采用稳定的短周期机械摆，配置高灵敏度的电磁换能器，并应用了电子反馈技术，观测频带为2s～50Hz。外置了三分向同时开锁摆的机械装置，方便用户在运输和使用时的开锁摆。
GL-CS120
三分向小型宽频带地震计，轻便（裸机5.5kg）、低功耗、高性能。它由3个沿圆周均匀分布的完全相同的倾斜悬挂摆组成，内置力平衡电子反馈电路、坐标变换电路、控制电路等。频带范围120s~80Hz，易于安装：通过双定向指针保证定向精度，上电自动开摆、调零，断电自动锁摆。具有自动零位监测功能，长期观测中当摆锤位置偏出较大时自动调零，保证正常工作。可远程控制开摆、调零、标定、锁摆及查询零点等功能。
GL-CS60
GL-CS60三分向小型宽频带地震计，和GL-CS120一样，频带范围60s~80Hz。
BBVS-60
BBVS-60型地震计是一台宽频带、高灵敏度、大动态范围的地震计。适合宽频带地震观测。其宽频带为：60s～50Hz。采用了三个完全相同的倾斜悬挂的摆，安装在同一个的水平面上，沿圆周按照120度角均匀分布，相对于采用垂直摆和水平摆构成的三分向一体的地震计具有更好的一致性。具有外部锁摆螺钉，锁摆或解锁无需打开机壳。
BBVS-120
BBVS-120型地震计与BBVS-60型相似，记录的频带范围为：120s～50Hz。
FSS-3DBH
FSS-3DBH型地震计，从左到右：井盖、应力解除器、扶正器、引向器定位器、落底式底座、地震计摆芯、封装桶
FSS-3DBH型地震计是三分向一体的电子反馈型短周期地震计，灵敏度高，动态范围大，配有密封筒、底座等配件，适合井下地震观测，最大下井深度可达1000米。观测频带为2s～80Hz，具体抗倾斜能力。
深圳面元智能科技有限公司（DTCC）是一家集研发、生产和销售为一体的智能震动数据采集设备科技公司，深圳面元是专业的大型高端震动传感装备制造商，专注于震动感知技术，为能源矿产勘探、城市浅层地质勘探、地质灾害预防监测、工程勘探和环境震动监测等各行业客户提供震动感知解决方案，帮助人类轻松感知复杂世界。
其旗下的地震仪大致如下：
IGU-16HR
IGU-16HR是世界上先进的单分量智能地震传感器，特别是在地震勘探行业，可以实施大规模、高密度、高性价比的勘探方案。其重量轻（1.1kg ，包含电池和尾椎)，能在恶劣环境下（-40℃ ~ 70℃）连续工作（25天连续工作模式或者50天分段工作模式)。可选频率10Hz或者5Hz。
IGU-16HR 3C
IGU-16HR 3C是新一代三分量智能地震传感器，与IGU-16HR类似，其重量轻（2.0kg ，包含电池和尾椎)，能在恶劣环境下（-40℃ ~ 70℃）连续工作（30天连续工作模式或者加大电池包60天分段工作模式)。可选频率10Hz或者5Hz。
IGU-BD3C-5
IGU-BD3C-5是一款宽频带、微功耗的三分量智能地震检波器。频带范围为0.2Hz ~ 150Hz。因为其高可靠性以及存储和电源容量的高制定化程度，适合应用主动源地震勘探、长时间天然微动观测、瞬态面波勘探以及野外流动台天然地震监测等领域。其同样可以在恶劣环境下（-40℃ ~ 70℃）连续工作（30天连续工作模式或者加大电池包60天分段工作模式)。
国家地震台网使用的其他地震仪：
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其中JCZ-1是分体装置，由一个垂向和两个水平向地震计构成，频带为20Hz~DC。
JCZ-1T型是JCZ-1型的改进型，是三分量一体机，带宽为50Hz~DC。JCZ-1T除了带宽与JCZ-1不同，其它设计基本一致。
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CTS-1E甚宽频带地震计
CTS-1E甚宽频带地震计由三个独立分向传感器密封在一个耐压仪器中，有效抑制了大气压力及温度变化对仪器的影响。CTS-1E地震计具有遥控锁、松摆及调零功能，安装、操作容易，体积小，频带范围：50Hz~120s。该仪器用于高精度数字地震台网中，进行大震速报、地震活动性监测、核爆破监测以及特殊地震活动例如水库地震，火山地震监测。它还可用于地球深部构造，板块活动性研究等地震、地球物理研究与应用领域，并在工程建设上获得广泛应用。
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STS-2 瑞士 120s-50Hz
STS-2.5宽频带地震计在STS-2基础上改善了大震动信号记录质量，与全球标准地震计STS-2宽频带地震计相同，能够远程监控，仪器可满足温差变化大的安装环境下使用。
总的来讲，地震仪器都向着高精度、便携、多功能等方向发展。其外形也越来越坚固耐用，适应各种环境。
海底地震仪OBS（Ocean Bottom Seismometer）
参考来源：
[1]Nanometrics
https://www.nanometrics.ca/products/seismometers
[2]北京港震仪器设备有限公司
http://www.geodevice.cn
[3]guralp
https://www.guralp.com
[4]Smartsolo
http://www.smartsolo.com.cn/index.php
部分图片来自网络
美编：萸小斤
校对：张 崧
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