固有振動観測のための狭帯域地震計開発の基礎研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01840011
• 研究種目: 試験研究
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 熊沢 峰夫 東京大学, 理学部, 教授 (60022571)
• 研究分担者: 栗田 敬 東京大学, 理学部, 助手 (00111451) ; 稲谷 栄己 勝島製作所, 研究開発員 ; ゲラー ロバート 東京大学, 理学部, 助教授 (40170154) ; ト部 卓 東京大学, 地震研究所, 助手 (30160336) ; 金沢 敏彦 東京大学, 理学部, 助手 (30114698)
• キーワード: 狭帯域地震計 / 固有振動観測 / コアモ-ド

研究概要

微弱な地球の固有振動(従来検出できなかったコアモ-ド)を観測するための同調型狭帯域地震計の開発に関する基礎的研究を行った。従来の高性能地震計が、広帯域高ダイナミックレンヂであることによって忠実な波形を観測しようとしてきたのに対して、本地震計では任意の特定モ-ドの予想周波数近傍に狭い帯域を設定する。
1.地動ノイズが1/3オクタ-ブ(26%)について10ngal程度あるのに対して、M=8の地震によって励起されるコアモ-ドの振動は最大10ngal程度しかないので、周波数帯域をQ=10よりせまくしなければならない。
2.あらたに振子を設計制作するのは技術開発項目があまりにも多いので、既存のフィ-ルドバック型長周期地震計を改造して利用するのが現実的と判断し、試作器の原型としてSTS-2(ストリカイゼン社)を購入した。
3.STS地震計のフィ-ドバック回路の改造について行った解析結果は次の通りである。
(1)目的のバンド幅と他の全周波数帯域について、各々独立フィ-ドバック回路をうまくバランスさせる。(2)後者にはアナログ回路で充分であるが、目的の低い周波数域(0.5-5mHz)内において安定な周調をとるためには、ディヂタルのフィ-ドバック回路を必要とする。(3)ディヂタルフィ-ドバック回路、即ち前段の低パスアナログフィルタ-からAD変換器、マイクロコンピュ-タ-とその演算のアルゴリズム、DA変換器、及びフィ-ドバック電力供給回路までについてS型(一つのモ-ドのみに同調)とM型(複数のモ-ドに同時併列同調する多チャンネル型)の動作特性を調べた。特に有用と考えられるM型についてチャンネル間の干渉を検討した結果、M型は理論的には成立することがわかった。
4.限られた予算内でのM型実現にはまだ多少の工夫が必要である。

研究成果

• [文献書誌] Hori,S.,Y,Fukao,M.Kumazawa,M.Furumoto,and A.Yamamoto: "A new method of spectral analysis and its application to the Eaeth's free oscillations" The Sompi method,JGR. 94. 7535-7553 (1989)
• [文献書誌] Hori,S.,Y,Fukao,M.Kumazawa and Y.Imanishi: "Discussion on the recent spectral analysis theories" J.Geophys.Res.(1989)
• [文献書誌] Y,Fukao,M.Kumazawa,and Y.Imanishi,Y,Fukao,M.Furumoto and A.Yamamoto: "A theory of spectral analysis based on the charateristic property of a linear dynamical system" Geophysical.J.Intern. (1989)