三軸地震計

三軸地震計

三軸地震計,科學儀器,被廣泛地認為是一種良好的短周期野外地震計,是設計用於Ranger月球探測計畫的“月球地震計”在地球上的版本。現在的SS-1保存了原有的小尺寸、高靈敏度、自振周期可調及堅固防水結構等特點。

(圖)三軸地震計三軸地震計

簡介

學科:地震地質學
詞目:地震計
英文:seismometer
釋文:地震計又稱拾震器、擺。是將地面運動轉變為電信號的裝置,為能夠記錄地震某一物理常數之地震儀的主要部件。

特點

(圖)三軸地震計三軸地震計

Ranger地震計的一個重要的特點就是只要簡單地調節質量中心彈簧,即可適應為不是垂直地震計就是水平地震計。
Ranger地震計多年來已被多數地震觀測站廣泛地作為野外用地震計使用。作為一種結構動力學儀器,SS-1 Ranger開拓了低水平激勵下的多振型測定;在此套用中研究的結構包括有:水壩、高叢建築和核能發電廠。

概述

SS-1 Ranger地震計是一種“動圈式”(速度)感測器。不過線圈是固定的,而強永磁體則作為地震慣性質量。此質量是由運動磁體頂底的環形彈簧所支撐和約束著。

用在質量周圍環繞著的小磁棒與該質量的磁場相互作用的方法可使基本自振周期由0.35秒延伸到1秒或更多。在底部的獨立校準線圈只用1個已知電壓的電池和1個固定的精密電位器就可以為野外校準SS-1提供簡單而準確的方法。處於垂直位置,包含慣性質量延伸部分在內,該單元直徑為5.5英寸、高度為12英寸(305mm×140mm);其重量為10.9磅(或5.0kg)。

為運輸需要,在地震計底部裝置了1個保護運動質量的夾子。SS-1還有可調節的找平腳和圓窗水平泡可供選擇。

原理

(圖)三軸地震計儀器三軸地震計儀器

三軸向微機電加速度計以每秒最高200筆之取樣率擷取模擬振動訊號,經過低通濾波器濾除20Hz以上之非地震震動訊號後,直接饋入系統單晶片做數位化處理,透過高速取樣技術做第二階之數字濾波處理,隨後將此數位化後之振動訊號以RTD格式傳送給CPU做為地震事件之判別。並加上獨有之加速度斜率箝制技術,使得來自人為之高頻振動訊號可被有效的濾除,而其之所以有別於傳統之地震判斷邏輯,乃在於新的軟體數值計算技術,使得三軸合成向量得以實時運算,透過零點漂移補償、大容量先進先出資料緩衝器,使得STA(短周期加速度平均值)與LTA(長周期加速度平均值)得以高速與穩定的計算,地震事件的判別才能達到大小地震不漏網,人為振動干擾拒其外之境界。可實時顯示中央氣象局頒布之七級地震震度,地震之最大震度、三軸合成向量加速度、瞬時三軸向最大加速度等;另可依據使用者之設定來分級驅動內藏繼電器,以作為直接連動外界設備之界面,例如與電梯連線使其可停靠於最近之樓層;切斷瓦斯或電熱設備等,以降低地震二次災害。

代表產品

DSA-12M三軸地震震度計
1.內藏兩組繼電器,可依使用者不同需求做各別設定,設定範圍從2mg到量測範圍。
2.採用16bit40MHzCPU及三軸向微機電加速度計,實時數字處理,提供高精度之數值判斷。

三軸地震計DSA-12M三軸地震震度計

3.自動零點漂移補償
4.地震判斷邏輯採用STA/LTA模式,三軸合成向量實時輸出,可記錄地震之最大合成及三軸向加速度、瞬時三軸向最大加速度。
5.提供ModbusRTU與ModbusTCP協定,可直接連線計算機、PLC與人機界面,使用ModbusTCP協定時,最多可同時連線三部計算機或主機(反應時間<=50ms)。

寬頻帶地震計
主 要 技 術 特 點
三分向一體結構

寬頻帶:50Hz~60Sec

位移換能,力平衡電子反饋

大動態範圍:>140dB

遙控馬達調零

具有零位監視信號輸出

內置隔離DC/DC電源變換器
簡 介

(圖)三軸地震計原件三軸地震計原件

BXY1-BBVS-60型地震計是一台寬頻帶、高靈敏度、大動態範圍的地震計,傳遞函式十分穩定,適合寬頻帶地震觀測。

BXY1-BBVS-60型地震計採用了垂直擺和水平擺構成的三分向一體的地震計,其開環機械周期大於6秒,並套用了精密的電容位移換能和力平衡電子反饋技術,保證了整體的穩定性。其電子電路板包括電子反饋電路、控制電路和直流電源變換器電路等,與機械擺體安裝在一個密閉機箱內,配置了馬達調零機構,具有遙控調零功能,安裝使用方便。

BXY1-BBVS-60型地震計具有雙端平衡輸出驅動電路,輸出信號幅度達±20伏;具有機械零位監視信號輸出,以便實時遠程監測地震計機械零位。

具有外部鎖擺螺釘,鎖擺或解鎖無需打開機殼。

主 要 技 術 參 數
結構
一個垂直、兩個水平三軸安裝,位移換能,力平衡電子反饋

頻頻寬度
60S~50Hz

最大輸出信號
±10V(單端),±20V雙端差動)

失真度
總諧波失真度小於-80dB

靈敏度
1000 V.Sec/m(單端輸出);2000 V.Sec/m(差分輸出)

橫向振動抑制
優於<1%

動態範圍
>140dB

最低寄生共振頻率
大於100Hz

標定功能
線圈內阻50Ω

輸出阻抗
100Ω

供電電壓
8V~30V,單電源供電

靜態電流
<160mA,供電電壓12V時

外形尺寸
Φ250×280 (mm)

重量
約15kg

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