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ISSN 2096-7780 CN 10-1665/P

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地磁FHD型质子矢量磁力仪噪声性能故障分析

彭澎 孙煜杰 张荣杉 张朋 夏忠

彭澎, 孙煜杰, 张荣杉, 张朋, 夏忠. 地磁FHD型质子矢量磁力仪噪声性能故障分析—以宿迁台为例[J]. 地震科学进展, 2023, (4): 153-158. doi: 10.19987/j.dzkxjz.2022-059
引用本文: 彭澎, 孙煜杰, 张荣杉, 张朋, 夏忠. 地磁FHD型质子矢量磁力仪噪声性能故障分析—以宿迁台为例[J]. 地震科学进展, 2023, (4): 153-158. doi: 10.19987/j.dzkxjz.2022-059
Peng Peng, Sun Yujie, Zhang Rongshan, Zhang Peng, Xia Zhong. Noise fault analysis of FHD proton vector magnetometer:Taking Suqian geomagnetic station as an example[J]. Progress in Earthquake Sciences, 2023, (4): 153-158. doi: 10.19987/j.dzkxjz.2022-059
Citation: Peng Peng, Sun Yujie, Zhang Rongshan, Zhang Peng, Xia Zhong. Noise fault analysis of FHD proton vector magnetometer:Taking Suqian geomagnetic station as an example[J]. Progress in Earthquake Sciences, 2023, (4): 153-158. doi: 10.19987/j.dzkxjz.2022-059

地磁FHD型质子矢量磁力仪噪声性能故障分析—以宿迁台为例

doi: 10.19987/j.dzkxjz.2022-059
基金项目: 江苏省地震局地震电磁观测技术与仪器研发创新团队项目资助。
详细信息
    通讯作者:

    彭澎(1985-),男,工程师,主要从事地震监测与研究工作。E-mail:ppchina2003@qq.com

  • 中图分类号: P315.62

Noise fault analysis of FHD proton vector magnetometer:Taking Suqian geomagnetic station as an example

  • 摘要: 针对宿迁台FHD型质子矢量磁力仪观测数据从2020年4月28日出现噪声增大问题,我们通过对仪器参数设置、观测环境、观测仪器、运行状况分类逐一进行检查、排查与分析,确认FHD仪器主机发生故障。故障原因为仪器补偿电流电路中的电容器件老化被击穿,检修更换器件得以解决。经检修后,该仪器观测数据磁偏角D、水平分量H和垂直分量Z的计算平均噪声由故障时的1.19′、1.45 nT、1.58 nT降低为0.82′、0.32 nT、0.50 nT,各分量噪声水平获得了明显的改善。通过对地磁仪器和外部观测环境问题的分类检查、检测与判断,并对查明引起数据噪声增大原因归类总结,为地磁台站查找分析数据噪声变大主要原因提供一种科学有效的检测方法。

     

  • 图  1  宿迁地磁台位置图

    Figure  1.  Location of Suqian geomagnetic station

    图  2  宿迁台噪声故障前后FHD仪器各分量一阶差分曲线

    Figure  2.  First order difference curves of FHD instruments before and after noise fault at Suqian station

    图  3  宿迁台2020年5月25日—27日FHD仪器一阶差分曲线

    Figure  3.  First order difference curves of FHD instrument in Suqian station from May 25 to 27, 2020

    表  1  FHD型质子矢量磁力仪基本信息表

    Table  1.   FHD geomagnetic instrument basic information

    仪器名称型号生产厂家数量/台观测要素观测精度分辨率/nT记录方式投入观测起止时间
    质子矢量
    磁力仪
    FHD-2B江苏省
    地震局
    1F
    H
    D
    F≤±0.3 nT
    H≤±0.6 nT
    D≤0.1′
    0.1自动记录
    (1次/min)
    2012-12—2020-10
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    表  2  宿迁台2020年1—5月台站噪声与台网背景噪声情况

    Table  2.   Background noise of Suqian station and network from January to May 2020

    时间宿迁台数据噪声 台网平均背景噪声
    D/′F/nTH/nTZ/nTD/′F/nTH/nTZ/nT
    2020-010.770.250.360.39 0.500.250.390.37
    2020-020.710.240.420.400.520.250.390.40
    2020-030.710.210.440.440.570.250.420.42
    2020-040.790.220.470.430.570.250.410.41
    2020-051.190.241.451.580.620.250.440.43
    下载: 导出CSV

    表  3  FHD仪器噪声数据表现、原因分析及解决方法列表

    Table  3.   List of performance, cause analysis and solution of FHD instrument noise data

    数据表现原因分析解决方法
    总场正常,水平分量和磁偏角不正常① 调谐值是否异常通过网络恢复仪器的缺省参数
    ② 补偿电流电路或补偿线圈故障检查补偿电流输出,排除补偿线圈故障后,一般为补偿电流电路中的电容器件损坏所致,更换电容器件
    总场和水平分量正常,磁偏角不正常① 合成磁场调谐值是否异常通过网络恢复仪器的缺省参数
    ② 偏置电流电路或偏置线圈故障检查偏置电流正、反输出,偏置电流电路中的电容或MAX313损坏所致,更换器件
    ③ 观测方位角偏离检查线圈或探头安装方位角是否偏离或反向,进行方位调整
    观测数据曲线出现台阶变化① 磁暴省内多台站数据同时段对比检查
    ② 高压直流省内多台站数据同时段对比检查
    ③ 观测方位角偏差检查线圈或探头安装方位角是否偏离或反向,进行方位调整
    ④ 输出补偿电流和偏置电流的线路漏电检查补偿电流输出,检查偏置电流正、反输出是否正常,更换补偿线,重新布设线路
    观测数据均为零① 硬件故障或接触不良检查主机的硬件故障或拧紧各类松动连线及接插件
    所有测项不正常① 调谐值异常通过网络恢复仪器的缺省参数
    ② 接地电阻接地要求:小于4 Ω(多点检测)
    ③ 交流电磁干扰检查强弱电线路布设,避免交叉缠绕,检查仪器集成情况
    ④ 接地不良、漏电保持观测记录室干燥,拧紧松动接地线连接点
    ⑤ 磁性物质影响观测环境排查,移走周围出现剧增铁金属物件
    某个测项不正常① 温度原因电感电容值偏离过大,调整探头电感量或更换探头
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-04
  • 录用日期:  2022-06-06
  • 网络出版日期:  2022-07-10

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