在年 俄太阳娱乐集团2138国人加利津 设计了电流计式地震仪 电流计式地震计能够显著地提高地震仪的灵敏 度

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文章关键词:太阳娱乐集团2138,长周期地震仪

  器按照记录的范围可以分为测振仪、微震仪、强震仪以及长短周期地震 仪等。一般的仪器主要包括加速度、速度或位移传感器和数据记录装置。 地震仪器的发展经历了由古代到现代 由简单到复杂、由机械结构到 微电子结构、由模拟记录到数字记录的发展过程。现代地震观测仪器都具 有采用反馈式传感器、数字化记录器和网络化的

  器按照记录的范围可以分为测振仪、微震仪、强震仪以及长短周期地震 仪等。太阳娱乐集团2138一般的仪器主要包括加速度、速度或位移传感器和数据记录装置。 地震仪器的发展经历了由古代到现代 由简单到复杂、由机械结构到 微电子结构、由模拟记录到数字记录的发展过程。现代地震观测仪器都具 有采用反馈式传感器、数字化记录器和网络化的数据传输功能等特点。 随着现代微电子技术、数字信号处理与网络技术的发展 对传感器的精度、 可靠性等性能指标的要求越来越高 反馈式传感器克服了开环传感器的缺 具有更高的灵敏度和动态范围利用电子反馈特性 扩展了传感器的 频带 缩小传感器的体积 便于实现观测仪器的小型化 减小了外界环境 温度变化对传感器造成的影响 因此反馈技术的引入对地震观测用传感器 的性能提高起了决定性的作用。随着微机械技术的不断发展 基于的传感器被应用地震观测之中 其中多采用闭环反馈结构。 设计具有模拟反馈式传感器的优点 同时包含有高精度 模数转换电 网络数据传输接口的数字智能传感器可以使我们获得更好的地震观 测记录 为今后的研究与震害预防提供观测资料。 强震观测用传感器的发展 中国是地震多发的国家 其中强烈地震所造成的破坏尤为严重。有记 载以来发生震级 地震共有次 自公元前年至公元年 除资料不确切外 共发生震级 地震次 。我国也是最早丌始 地震观测的国家 自东汉张衡发明的“地动仪”进行地震观测丌始 史料 中不断记载有关地震及所造成破坏的记录。在西方 世纪 法国人哈 拂依雷设计了最初的摆式观测仪器。早期的地震观测由于条件和技术的限 所用的仪器只能是感知地震的发生无法准确给出地震时地面运动相 关信息 只能称之为验震器。英国人简 在同本设计了水平摆式地震计 随后逐步发展为采用三分量的地震仪 用来观测南北、 东西与垂直方向的地面运动。摆式敏感元件与三分量检测地面运动的传感中国地震局工程力学研究所博 学位论文 器设计形式 一直在现代多种地震观测仪器中得到应用。现代的地震观测 仪器的发展丌始于二十世纪。在年 俄国人加利津 设计了电流计式地震仪 电流计式地震计能够显著地提高地震仪的灵敏 度。在二十世纪六七十年代 反馈式技术应用于地震计之中 其中具有代 型地震计采用了差动电容换能式结构 结合力反馈技术 成为现代具有代表性的地震计。 强震观测服务于地震工程学 通过长期的强震观测与强震记录的数据 积累 为今后的长期地震预报做技术准备。强震观测是利用仪器来观测地 震时地面运动的过程以及在其作用下工程结构的反应情况 也是取得地震 破坏作用和结构抗震性能认识的来源 。强震观测的目的在于通过仪器记 录地面振动的过程 记录包括地面运动加速度、太阳娱乐集团2138速度与位移等物理量 获取震源以及地球内部的信息测定地震动强度、震级等相关信息。地震 仪是测量地面运动的仪器 也可以测量机械振动如各种车辆振动、工业 及建筑物的振动等 。有了长期的地震观测数据以后 对未来某一地点 可能发生的地震时间、地点、强度、频率做出一定的估计。同时 强震观 测资料还可应用于地震机制的研究与地震能量的计算 在此基础上 作为 工程抗震 结构抗震的指导。随着新技术的发展 强震观测仪器和观测台 网也有了巨大的进步。 强震观测用传感器属于地震观测仪器的一种 主要观测地面震动幅度 的大小 一般记录加速度值。随着用于强震观测的加速度传感器广泛应用 使人们对地面振动的幅度有了精确的记录 而不依赖于人的感觉 同时对 于建筑物受到震动影响有了数值分析的基础。 最早应用于强震观测的传感器属于直接记录式仪器 它将检测到的地 面运动直接用机械式或光学方式记录下来。图 为机械直接记录方法原 理图。当地震发生时 摆体与底座发生相对运动 带动放大杠杆端部的记 录笔在记录滚筒上将地面振动幅度记录下来。 机械直接记录原理图光直接记录法的原理在于当地震的加速度大于设定值时 触发电路工 样把地面运动记录到感光相纸上经处理后得到地震记录。图 为第一章绪 型强震加速度计的内部结构它采用滚筒感光胶片记录地面运动 的加速度。光直接记录式地震仪由于通过光的折射与反射提高了传感器的 输出灵敏度 由此减少了传感器的体积和重量 同时相对于杠杆式的直接 记录式传感器更稳定。由于机械原理的限制 以上两种方式的拾震器的放 大倍数无法进一步提高 一般采用模拟方式获得的地震记录动态范围无法 超过 。。电流计式的地震仪可以极大提高传感器的放大倍数。其原 理是通过在摆体上安装电流线圈 将地面运动转换为电流大小 通过电流 计把电能转换为机械运动 然后通过记录装置记录下来。电流计虽然能极 大地提高放大倍数 但是引入了耦合现象 影响了传感器的频率特性。 光直接记录式强震加速度计摘自参考文献四州以上介绍的各种传感器 从信号传输与控制方式上来看都属于开坏式 传感器。丌环式传感器原理图如图 所示。开环式传感器从输入到输出 环节 具有误差累积性 即传感器的总误差等于每个环节误差之和 因此 必须保证每个部分的误差不超过设计的要求 才能够使整个传感器的精度 满足要求。 信号 开环式传感器原理图目前在测震与强震观测领域所应用的传感器基本一采用了反馈技术 将丌环式传感器变为闭环式传感器。闭环式传感器原理图如图 所示。 闭环传感器克服了在传感器制造加工中的机械结构参数的离散性 衡加速度传感器来说其主要的性能参数通过电子线路决定 提高了整体 稳定性 所以传感器的特性不依赖于机械部件的性能。力平衡式传感器的 特点是 分辨率高 稳定性好 由于反馈的引入 使得传感器的精度与各中困地震局 程力学研究所博 学位论义 项性能参数主要取决于反馈电路。力平衡传感器的灵敏度较高 由于反馈 的引入 在工作时 使得传感器的摆体转动量相对于平衡位置很小 所以 受到外界干扰较小。力平衡式传感器的线性度要好于丌环传感器 由于传 感器工作在闭坏状态 其量程较大 具有较好的抗冲击性。 闭环式传感器原理图随着技术进步 强震加速度传感器的动态范围也不断提高 图给出了不同年代强震加速度传感器的动态范围与记录器的分辨率和传感器自振频率与记录器带宽的对比关系。早期的模拟强震加速度传感 受限于记录纸和胶片其动态范围无法超过。早期的传感器的 自振频率和记录带宽在 以后随着技术发展逐步提高。在年 各种高精度数字记录器的研制极大提高了加速度传感器的动念范 围和记录器的分辨率。其中采用传感器与或记录器的 强震仪在每秒采样率下 其带宽可以达到 动态范围超过。 给出了常用的国内国外几种反馈式传感器性能其中有宽频带速度 型传感器 例如 等型号传感器也有加速度型强震传感器 其中包括 等型号。可以看到应用力平衡式传感器与高精度数据采集器 所获得的地震记录其动态范围可达到以上 国内外常用反馈式传感器性能灵敏度 动态范罔 量程 传感器型号 频带 数字智能传感器的发展数字智能传感器的特点 智能传感器概念的提出是伴随微处理器的出现与发展而来。智能传感 器可以定义为一种带有微处理器的 兼有信息检测、信息处理、信息记忆、中国地震局工程力学研究所博 学位论文逻辑思维与判断功能的传感器。 。智能传感器的出现解决了普通传感器过 分依赖于集中检测系统 无法对大量的检测数据进行实时控制的问题。智 能传感器的特性在于具有对相应的智能数据算法。世界上最早大规模应用 的智能传感器是美国霍尼韦尔公司于年开发的系列智能压力 传感器 它具有数字化的参数测量与智能化的信号处理功能。数字智能传 感器的结构图如图 所示。敏感元件将外界输入的模拟量信号转换为易 于进行处理的电信号 如电压、电流等形式。 采集与信号处理电路的 功能是将模拟量转化为数字量 然后将数字信号送给微处理器 采集的数 字信号经过微处理器进行处理后 通过数字传输接口输出。数据传输的形 式保证了信号传输的稳定可靠 抗干扰与远距离传输 可以方便的与计算 机接口并组成传感器网络。

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