지오폰

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지오폰(geophone)은 지상의 움직임(속도)을 전압으로 변환하는 장치로서, 이 측정된 전압의 기저선으로부터의 편차를 지진 응답이라고 하며, 지구의 구조에 대해 분석한다.

어원

지오폰이라는 용어는 "지구"를 뜻하는 그리스어 "γῆ (ge)"와 "소리"를 의미하는 "전화"에서 유래되었다.

건설

지오폰은 역사적으로 수동 아날로그 장치였으며 일반적으로 케이스 장착 영구 자석의 영역 내에서 움직이는 스프링 장착 와이어 코일로 구성되어 전기 신호를 생성한다.^[1] 최근의 설계는 작은 실리콘 조각의 위치를 유지하기 위해 활성 피드백 회로를 통해 지면의 움직임에 대한 전기적 응답을 생성하는 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) 기술에 기초하고 있다.

코일/마그네틱 지오폰의 응답은 지상 속도에 비례하는 반면, MEMS 장치는 보통 가속도에 비례하여 반응한다. MEMS는 지오폰보다 훨씬 높은 소음 수준(50dB 속도 이상)을 가지며 강한 움직임이나 능동 지진 애플리케이션에만 사용할 수 있다.

주파수 응답

지오폰의 주파수 응답은 고조파 오실레이터의 응답으로, 코너 주파수(일반적으로 약 10Hz)와 댐핑(일반적으로 0.707)에 의해 완전히 결정된다. 모서리 주파수는 이동 질량의 역제곱근에 비례하므로 모서리 주파수(<1Hz)가 낮은 지오폰은 실용적이지 않게 된다. 더 높은 소음과 비용으로 전자적으로 코너 주파수를 낮출 수 있다.

지구를 통과하는 파동이 3차원적 성질을 지녔지만, 지오폰은 일반적으로 단일 차원, 즉 대개 수직적 차원에 반응하도록 제약을 받는다. 그러나 일부 애플리케이션에서는 전파를 사용해야 하며 3-성분 또는 3-C 지오폰이 사용된다. 아날로그 장치에서는 세 개의 움직이는 코일 요소가 하나의 케이스 내에 직교 배열로 탑재된다.

사용하다

지오폰의 대다수는 지표하 지질학에 의해 반사된 에너지파를 기록하기 위해 반사 지진학에 사용된다. 이 경우에 주된 관심사는 지구 표면의 수직 운동이다. 그러나 모든 파도가 위로 올라가는 것은 아니다. 지면롤이라고 알려진 강한 수평 전달 파동은 또한 약한 수직 신호를 지울 수 있는 수직 운동을 생성한다. 접지 롤의 파장에 맞춰 조정된 대형 면적 배열을 사용하면 지배적인 노이즈 신호를 감쇠할 수 있고 약한 데이터 신호를 강화할 수 있다.

아날로그 지오폰은 매우 먼 곳의 진동에 반응할 수 있는 매우 민감한 장치들이다. 이 작은 신호들은 지역 출처에서 오는 더 큰 신호에 의해 익사될 수 있다. 그러나 어레이에 배치된 여러 지오폰의 신호를 상호 연관시켜 크지만 원거리 이벤트에 의해 야기되는 작은 신호를 복구할 수 있다. 한 개 또는 소수의 지오폰에서만 등록된 신호는 원하지 않는 국지적 사건에 기인하여 폐기될 수 있다. 배열의 모든 지오폰에서 균일하게 등록되는 작은 신호는 먼 거리, 따라서 유의한 사건에 기인할 수 있다고 가정할 수 있다.

수동형 지오폰의 감도는 일반적으로 (초당 미터)당 30V이므로 일반적으로 광대역 지진계를 대체하지 않는다.^{[clarification needed]}

반대로, 일부 지오폰의 적용은 매우 지역적인 사건에만 관심이 있다. 눈에 띄는 예는 무인 접지 센서(UGS) 시스템에 통합된 원격 접지 센서(RGS)의 적용이다. 그러한 애플리케이션에는 시스템 운영자가 침투했을 때, 아마도 지원 사진 데이터를 동반할 수 있는 경보로 통지해야 하는 관심 영역이 있다.

달 표면에 지오폰 네트워크가 사용되어 왔다.^[5]

참고 항목

• 가속도계
• 친수성분
• 미셸슨 간섭계
• 지진계

참조

외부 링크

위키미디어 커먼즈에는 지오폰과 관련된 미디어가 있다.

• PSR-1 지진 침입 검출기(베트남 시대 군사 장치)