지진계(地震計, 영어: seismometer)는 지진이 발생하는 위치, 지진의 세기를 기록하기 위해 만든 기계이다. 검진기(檢震器)라고도 한다.
역사
중국에서 발명된 것을 서유럽의 영국, 일본에서 근대적인 지진계를 만들었다.
원리와 구성
지진계의 원리는 모두 진자(振子) 운동에 바탕을 두고 있다. 천장에서 실로 추를 달면 그것도 하나의 지진계이다. 즉 지진동으로 지면이 진동하여도 추는 관성으로 정지하려고 하기 때문에, 그 추에 펜을 달아 놓으면 지면 위에 놓은 종이에 진동을 기록한다. 그러나 결국은 진자도 움직이기 시작한다. 이 때, 진자의 고유진동 주기를 크게 해놓으면 기록지상에서 지진동과 진자의 진동을 구별할 수가 있다.[1] 이것이 역학적 방식의 지진계이다.
다음으로 개발된 방식은 자기장 속에 코일을 놓아두어 자석과 코일의 상대적인 운동에 의해 기전력이 유도되면 이 변화를 기록하는 전자기식이다. 그러나 이것도 기본적으로는 '추-땅에 고정된 종이'와 유사한 원리라 볼 수 있다. 코일 또는 자석 어느 한 쪽을 기기에 고정하고, 다른 쪽은 진동하도록 스프링에 달아 장치해 둔다.
기록 방식은 초기의 종이 위에 철필이나 잉크로 기록하는 방법에서 거울을 달아 빛을 쏘아보내 사진건판에 감광시키는 좀더 세밀한 방법으로 바뀌었고, 최근에는 전기 신호를 디지털 방식으로 저장하도록 되어 있다. 따라서 최신 지진계에서 종이 원통은 찾아볼 수 없게 되었고, 지진을 감지하는 센서와 이를 분석하고 기록하는 기록계의 한 세트로 구성된다.[2]
기록계 역시 센서만큼이나 매우 중요한 장치이며, 간단한 지진계의 경우엔 기록계 없이 신호를 바로 컴퓨터로 보내기도 한다.[3]
센서는 속도계와 속도계에 시간요소를 더한 가속도계가 있는데 용도에 따라 사용한다. 보통 지진학 연구에 속도계를 사용하고, 지진공학에 가속도 센서를 사용한다.[4]
속도계는 주파수 대역에 따라 단주기, 광대역, 초광대역 지진계로 나눈다.
단주기 지진계는 국지지진 관측에는 용이하나, 원거리지진은 정확하게 감지하지 못한다. 광대역 지진계는 국지지진 및 원거리지진을 모두 감지할 수 있다. 초광대역 지진계는 원거리지진과 표면파를 관측하여 훨씬 거시적인 관점으로 지구의 자유진동 연구에 사용된다.[5]
휴대하거나 이동하여 측정하는 것이 아니라 한 곳에 설치해 두고 상시 관측하는 경우에는 기록계의 정보를 멀리 떨어진 통제 센터의 컴퓨터로 전송하게 되어 있으며, 또한 지진 발생시 즉시 경보할 수 있도록 지진스위치(seismic switch)시스템을 갖추기도 한다.[6]
