Seismik Pool

Der DSS CUBE Recorder (201 Einheiten) ist ein eigenständiger 1-Kanal-Digitaldatenrekorder. Er zeichnet sich durch ein kleines und leichtes Design sowie einen extrem niedrigen Stromverbrauch aus. Dies bedeutet, dass er mit 2 D-Zellen-Batterien bis zu 3 Wochen betrieben werden kann (abhängig von Temperatur usw.). Eine hohe Zeitgenauigkeit wird durch das eingebaute GPS gewährleistet. Daten sind über einen USB-basierten Download zugänglich. Hauptanwendungsgebiet sind seismische Feldexperimente mit kontrollierter Quelle.

Der DSS CUBE Recorder ist eine Entwicklung des GFZ, entwickelt in der Sektion 2.2 „Geophysikalische Abbildungen des Untergrunds“ und dem „Geophysikalischen Instrumentenpool Potsdam“ (GIPP). Anerkennung gebührt Trond Ryberg, Mike Hönig und Karl-Heinz Jäckel, die das Projekt initiierten und vorantrieben. Die Entwicklung wurde im Sommer 2009 abgeschlossen, die ersten 14 Einheiten wurden im September 2009 hergestellt. Seit Februar 2010 sind 201 Einheiten dieses Typs über den GIPP als Leihgabe verfügbar. (weitere Informationen)

Der DATA-CUBE3 Recorder (800 Einheiten) ist ein eigenständiger 3-Kanal-Digitaldatenrekorder, der sich durch ein kleines und leichtes Design sowie einen extrem niedrigen Stromverbrauch auszeichnet. Es handelt sich um eine Weiterentwicklung des DSS CUBE Recorders, der am GFZ entwickelt wurde. Interne und externe Batterien können verwendet werden, wodurch das Gerät sowohl für Anwendungen mit kontrollierter Quelle als auch für passive Seismik vielseitig einsetzbar ist. Eine hohe Zeitgenauigkeit wird durch das eingebaute GPS gewährleistet. Eine Version mit externer GPS-Antenne und ausschließlich externer Batterie ist ebenfalls verfügbar (163 Einheiten). Die Daten sind über einen USB-basierten Download zugänglich. (weitere Informationen)

Der EDR, hergestellt von EARTH DATA (U.K.), ist ein digitales Aufzeichnungssystem für den Stand-alone-Betrieb, aber auch für den Einsatz mit Kommunikation (z.B. Echtzeitdaten über SEEDlink). Adapterkabel sind für alle Arten von Breitband-Seismometern aus dem DEPAS-Pool erhältlich.
Digitizer SetUp und Steuerung können über eine serielle Verbindung (Herstellersoftware) erfolgen. Zusätzlich ist eine vom GFZ-GIPP hergestellte Recorder SetUp- und Status View Software (einschließlich Digitizer Parameter) für die Nutzung unter WIN/DOS verfügbar. Die GFZ-Benutzersoftware unterstützt auch Gruppeneinstellungen; und Steuerfunktionen wie Statusanzeige und Download von Konfigurationsdateien, werden als Ein-Tasten-Befehle ausgeführt.
Die Datenabfrage wird von der GFZ-Benutzersoftware und durch eine Reihe von Festplatten-Adapterkabeln unterstützt, um die Festplatte an Standard USB-2.0-Anschluss zu verbinden.

EarthData EDR-210 Recorder, 143 Einheiten
140 Einheiten    3 Kanäle
3 Einheiten        6 Kanäle

Festplatte, 140 Einheiten
143 Einheiten     32,0 GByte

Parameter - Eingangssignal
Kanäle                    3 oder 6, plus 8/4 Hilfskanäle
Vorverstärkung      1; 10; 0,4; 50

Digitales Signal
Abtastrate                 1; 2; 4; 5; 10; 20; 25; 40; 50; 75; 100; 120; 125; 150; 200; 250; 300; 375; 500; 600; 750; 1000 sps; 3000 sps (reduzierter Dynamikbereich)
Auflösung                    MiniSEED, ASCII: 1 Mikrovolt/Digit (bei Vorverstärkung = 1); Digitizer-Ausgang  3,9 Nanovolt/Digit
Dynamikbereich         140 dB bei 100 sps, 150 dB bei 10 sps, 125 dB bei 1000 sps

Zeitmessung
Uhr                              ±10 µs (GPS-gesperrt)
Synchronisation         GPS, kontinuierlich oder zyklisch

Datenspeicherung
Festplatte                   Solide statische Platte (FAT 32)
Speicherformat        ASCII, obere 3 Bytes des Digitizer-Ausgangs MiniSEED, komprimiert (Steim-1), basierend auf oberen 3 Bytes 'legacy', PR2400 Multiplex (entspricht dem Digitizer-Ausgang)

Physikalische Parameter
Stromverbrauch               0,8 Watt bis 1,2 Watt (bei 3*100 sps)
Gewicht                             Rekorder, inklusive Platte: 1,6 kg
Betriebstemperaturen      Rekorder und Platte: -20 bis +60 °C

Anschlüsse  (Frontpanel, Festplatte)
Stromverbrauchs-Rechner

Die Geode™, hergestellt von Geometrics, ist ein digitales Mehrkanal-Aufzeichnungssystem. Das System besteht aus 24-Kanal-Rekordern, die durch ein Schnittstellenkabel über TCP/IP miteinander verbunden sind und schließlich über eine Schnittstellenbox an eine gemeinsame PC-LAN-Buchse angeschlossen werden. Jede Rekorderbox wird durch ein 260 m langes Geophonkabel versorgt (GIPP hat stattdessen zwei 130 m Kabel bestellt), das alle 10 m Abgriffe für PE-7-Clips hat.
Die Informationen werden zunächst in der Rekorderbox (flüchtiger RAM!!) gespeichert und auf Anfrage an den PC übertragen.
Die Parameter-Einrichtung, Leitungsprüfung und Datenabfrage werden über den PC gesteuert.

GEODE Rekorderbox           12 Einheiten à 24 Kanäle
Batteriebox                           11 Einheiten; 12 V 24 Ah
Schnittstellenbox                  3 Einheiten
Schnittstellenkabel               20 Trommeln; 130 m
Geophon-Kabel                    20 Trommeln; 125 m
Trigger-Kabel                        1 Trommel; 100 m

Parameter
Eingangssignal
Kanäle                                   24
Clipping                                 2,8 Vpp @ low preamp (0 dB)

Digitales Signal
Abtastintervall                     0,02, 0,03125, 0,0625, 0,125, 0,25, 0,5, 1,0, 2,0, 4,0, 8,0 und 16,0 ms
Format                                  SEG-2, SEG-D und SEG-Y
Digitalizer                             24-bit Delta-Sigma; 110 dB @ 2 ms
Vorverstärker                      24 oder 32 dB; 12 oder 24 dB; 0 dB (Softwareauswahl aufgrund der Jumper-Einstellung)

Zeitmessung
Uhr                                          0,5 ppm
Synchronisation                     GPS - PPS am PC

Datenspeicherung
RAM                                        65.536 Samples pro Kanal (volatile!)

Batterieverbrauch
Rekorderbox                           0,2 W (Standby), 0,65 W (Akquisition)

Gewicht
GEODE                                           4 kg
Batteriebox 12 V; 24Ah                11 kg
Kabeltrommel                               11 kg
Interface-Kabeltrommel              12 kg
Triggerkabeltrommel                    8 kg

Betriebstemperatur
Rekorder/Repeater                     -30 bis +70 °C

Kontakt: Falk Brethauer

Der GÜRALP CMG-3ESP Compact, hergestellt von GÜRALP, ist ein Breitband-Seismometer. Adapterkabel sind für EarthData-Recorder erhältlich.

Seismometer                            45 Einheiten: GÜRALP CMG-3ESP Compact

Mechanische Parameter
Sensoren                              3 orthogonale Sensoren
Resonanzfrequenzen          über 140 Hz
Steuerung                             Nullstellung (re-center pulse input) Mass lock

Signal-Ausgang
Generator-Konstanten          2 * 1000 Vs/m
Response                               Bodenbewegung von 60 Sekunden bis 50 Hz
Max. Ausgangsspannung      ±20 V

Physikalische Parameter
Stromverbrauch                    0,75 Watt @ 12 V
Gewicht                                 8,3 kg
Betriebstemperaturen         -10 bis +65 °C

Stecker
Pole und Nullstellen

Der Trillium 120 PA wird hergestellt von Nanometrics.

Pool-Inhalt
Seismometer                     10 Einheiten: Trillium 120 PA

Mechanische Parameter
Sensor                               3 symmetrische triaxiale Sensoren

Signalausgabe
Generator-Konstante        1200 Vs/m
Response                         Bodenbewegung von 120 Sekunden bis 145 Hz, aber +7 dB @ 30 Hz
Max. Ausgang                   ±20 V

Physikalische Parameter
Stromverbrauch                0,62 W @ 15 V
Gewicht                             7,5 kg
Betriebstemperaturen     -20 bis +50 °C

Pole und Nullstellen

Der Trillium Compact, hergestellt von Nanometrics, ist ein Breitband-Seismometer. Adapterkabel sind für den EarthData- und CUBE-Rekorder erhältlich.

Pool-Inhalt
Seismometer                          200 Einheiten: Trillium Compact

Mechanische Parameter
Sensor                                     3 symmetrische triaxiale Sensoren
Resonanzen                            über 200 Hz

Signalausgabe
Generator-Konstante             750 Vs/m
Response                                Bodenbewegung von 120 Sekunden bis 100 Hz
Max. Ausgang                        ±20 V

Physikalische Parameter
Stromverbrauch                      0,16 Watt @ 12 V
Gewicht                                   1,2 kg
Betriebstemperaturen           -40 bis +60 °C

Stecker
Pole und Nullstellen

25 Geräte

Der GÜRALP CMG, hergestellt von GÜRALP, ist ein Breitband-Seismometer. Adapterkabel sind für EarthData-Rekorder erhältlich.

Pool-Inhalt
Seismometer                   10 Stück: GÜRALP CMG-3ESP

Mechanische Parameter
Sensor                              3 orthogonale Sensoren
Resonanzen                     über 140 Hz
Control                             Nullposition (re-center pulse input) Mass lock (elektronisch)

Signalausgabe
Generator-Konstante        2 * 1000 Vs/m
Response                           Bodenbewegung von 120 Sekunden bis 50 Hz
Max. Ausgang                   ±20 V

Physikalische Parameter
Stromverbrauch                0,9 Watt @ 12 V
Gewicht                             11 kg
Betriebstemperaturen     -20 bis +65 °C

Stecker

Der STS-2, hergestellt von Streckeisen, ist ein force balance Breitband-Seismometer, das hauptsächlich in Verbindung mit dem QUANTERRA-Rekorder betrieben wird. Adapterkabel sind für EarthData-Rekorder erhältlich.

Pool-Inhalt
Seismometer                 3 Einheiten: STS-2, 3-Komponenten, Fernsteuerung

Mechanische Parameter
Sensor                            3 symmetrische triaxiale Sensoren
Control                            Nullposition

Signalausgabe
Generator-Konstante     2 * 750 Vs/m
Response                        Bodenbewegung von 120 Sekunden bis >50 Hz
Clip-Level                       ±13 mm/sec
Max. Ausgang               ±20 V

Physikalische Parameter
Stromverbrauch             1,56 Watt @ 24 VDC
Gewicht                           13 kg (inkl. Host-Box)
Temperaturbereich        ±10 °C ohne Massenzentrierung

Stecker
Pole und Nullstellen

Der MARK L-4C-3D, hergestellt von MARK PRODUCTS, ist ein 3-Komponenten-Geophon. Adapterkabel sind für EarthData-Rekorder erhältlich.

Der Stecker wurde durch einen selbstreinigenden Typ ersetzt. Die Verkabelung wurde ebenfalls geändert: Widerstände wurden intern hinzugefügt, um eine Dämpfung von 0,7 zu erreichen und eine standardisierte Kalibrierung jeder einzelnen Komponente zu gewährleisten.

Pool-Inhalt
Seismometer                  115 Einheiten: 3 Komponenten, 1 Hz, 5500 Ohms coil resistance

Mechanische Parameter
Sensor                             3 orthogonale Geophone

Signalausgabe
Empfindlichkeit                180 Vs/m (durch eingebaute Dämpfung)
Response                         Bodenbewegung von 1 Hz bis >100 Hz
Dämpfung                       auf 0,7 durch eingebauten Widerstand eingestellt

Physikalische Parameter
Gewicht                            13 kg (inkl. Justierplatte)
Betriebstemperaturen    -20 bis +60 °C

Stecker
Pole und Nullstellen

Der SM-6, hergestellt von SENSOR Nederland, ist ein vertikales Geophon in einem PE-5-Gehäuse und mit einem 75 mm Stahlspieß. Die Geophonkette besteht aus sechs Geophonen, die jeweils 10 Meter voneinander entfernt sind, mit einer Zuleitung von zwei Metern und abgeschlossen mit einem PE-7-Multikettenstecker mit breiten und schmalen Klemmen.

Pool-Inhalt
Geophonkette                                300 Einheiten: 4,5 Hz

Mechanische Parameter
Sensor                                            6 * 1 vertikales Geophon

Signalausgabe
Empfindlichkeit                             27,5 Vs/m (einzelnes Geophon)
Response                                      Bodenbewegung von 4,5 Hz bis > 150 Hz
Dämpfung                                     0,71 (4,5 Hz Typ)

Physikalische Parameter
Gewicht                                         Gesamte Kette: 3 kg (inkl. Tragebügel)
Betriebstemperaturen                  -40 bis +100 °C

Das PE-6/B von SENSOR Nederland ist ein 3-Komponenten-Geophon-Landgehäuse mit drei Stahlspitzen. Es enthält ein SM-6/U-B 4,5 Hz vertikales Geophon und zwei SM-6/H-B 4,5 Hz horizontale Geophone. Der vom GFZ verwendete Stecker passt zum Dreikanaleingang des EarthData-Recorders.

Poolinhalt
3D-Geophon                               570 Einheiten: 4,5 Hz

Mechanische Parameter
Sensor                                         3-Komponenten-Geophon mit 5 m Anschlusskabel

Signalausgang
Empfindlichkeit                           28,8 Vs/m
Response                                    Bodenbewegung von 4,5 Hz bis > 150 Hz
Dämpfung                                   0,56

Physikalische Parameter
Gewicht                                      1 kg (inkl. Kabel)
Betriebstemperaturen              - 40 bis +100 °C

Pole und Nullstellen

Poolinhalt
1C Geophon                                   346 Einheiten

Mechanische Parameter
Sensor                                            1-Komponenten-Geophon mit 0,5/1 m Anschlusskabel

Signalausgang
Empfindlichkeit                               27,5 Vs/m
Response                                        Bodenbewegung von 4,5 Hz bis > 150 Hz
Dämpfung                                       0,71

Physikalische Parameter
Gewicht                                          ~250 g (inkl. Kabel)
Betriebstemperaturen                   - 40 bis +100 °C

Das PEG-40, hergestellt von Geomatrix, ist ein beschleunigtes Fallgewicht. Er verfügt über Triggerkontakte und Kabel, um die Mehrkanalaufzeichnung mit Geode™ zu starten.
Das beschleunigte Fallgewicht PEG-40 wird an einer regulären 2-Zoll-Anhängevorrichtung (rechteckiges Rohr, üblich in den USA) am Heck eines Autos befestigt. Ein Adapter, um den PEG-40 an eine 6-Loch-Pintle-Hook-Montageplatte anzuschließen, ist ebenfalls verfügbar (siehe PDF und JPG). Beachten Sie bitte, dass ein Fahrzeug mit einer zulässigen maximalen vertikalen Belastung am Kupplungspunkt ("Stützlast") von mindestens 120 kg erforderlich ist.

Für die Nutzung auf öffentlichen Straßen ist ein TÜV-Eintrag in der Fahrzeugzulassung erforderlich, solange der PEG-40 angebracht ist.

Spezifikationen
Hammermasse                           38 kg
Fallhöhe des Hammers              36 - 43 cm
Zeitintervall                                 3 - 5 Sekunden

Batteriebetrieb
Motor                                          12 V (Autobatterie!!)

Gewicht
Gewicht der Montage                113 kg

Kontakt: Mike Hönig

Ab sofort steht am "Geophysikalischen Gerätepool" (GIPP) des GFZ ein Gyro-Kompass zur exakten Nordausrichtung von Seismometern zur Verfügung. Der faseroptische Kreisel der Firma IXSEA erlaubt die Bestimmung der Nordrichtung (relativ zur Erd-Rotationsachse) mit einer Genauigkeit von typischerweise 0.1° (Secans Breitengrad). Die Bestimmung der Nordrichtung mittels Magnetkompass, wie sie häufig bei der Installation von geophysikalischen Sensoren vorgenommen wird, unterliegt einer Reihe von Fehlerquellen, beispielsweise durch Metallteile in Kellern bzw. Häusern oder magnetischen Missweisung, die zeitlich und räumlich sehr variabel ist. Mit dem faseroptischen Kreisel können diese Fehler umgangen werden. Die exakte Nordausrichtung ist beispielsweise für seismische Anisotropieuntersuchungen essentiell.