低频标准振动台系统和振动校准技术研究

校准是保证传感器测量数据准确的前提。低频振动传感器在地震观测、土木水利与建筑工程、机械与运载工程、能源与矿业工程等领域愈来愈获得广泛应用。这些传感器都需要在低频振动标准装置上进行校准,而低频标准振动台是低频振动标准装置的关键设备,低频标准振动台的设计和制造技术通常决定了一个国家低频振动校准的水平。振动台在校准中用于产生标准振动信号,通常情况下是正弦信号,但校准激励信号有从稳态正弦信号向随机信号发展的趋势。目前,低频振动传感器的校准通常是在实验室进行的,但是一些在线监测系统对传感器的现场校准提出了要求。本文重点研究了以下3方面内容:(1)低频标准振动台的控制技术。建立了低频标准振动台的数学模型,并实际设计了一种便携式的低频标准振动台,对设计的低频振动台进行了测试。测试结果表明,该振动台加速度信号可以低至0.5Hz,速度信号可以低至0.1 Hz,能够满足一般低频振动传感器的校准需要,可满足省一级的计量机构、振动传感器生产商以及大量使用低频振动传感器单位的校准需求。(2)对以地震波作为激励信号的校准方法进行了研究。探索了在低频标准振动台上产生地震波的方法,在中国地震局工程力学研究所的低频标准振动台上实现了地震波复现,大部分情况下复现的地震波与原始地震波记录的相关系数可以达到0.95以上。随后以地震波作为校准激励信号,对传感器进行了校准,将校准结果与激光干涉法振动绝对校准方法的校准结果进行了比较,获得了理想的结果。(3)对振动传感器的现场校准方法进行了探讨。虽然以往自标定(校准)方法一直在使用,但并未对系统进行详细的分析研究。本文针对4种类型的内置校准线圈传感器,分别利用自校准方法和激光干涉法振动绝对校准方法进行校准。2种校准方法的校准结果表明,低频段(10Hz以下)结果一致,高频段有偏差。以无源伺服式振动传感器为例,对自校准下的传感器数学关系进行了系统的分析,自校准时的反感应电动势、感抗(自感和互感)是造成这种偏差的原因。本文第一章阐述文章的背景,第二、三、四、五章是文章的主体,对本文重点研究的问题进行了阐述。第六章对未来的工作进行了展望,提出了低频标准振动台的发展方向和实用的现场校准系统实现的方法。     

闪烁法测氡仪校准与标定探究

以SD-3A型数字化测氡仪的校准和标定实验数据为依据,具体分析使用标准氡室的方法进行校准和使用固体氡源标定的区别,详细阐述两种方法对仪器比例因子进行修正的差异和原因,对闪烁法测氡仪常数的校准提出建议性方法。     

去除交通环境振动观测记录中本底振动的自互功率谱法

去除环境振动观测记录中的本底振动是提高信噪比、揭示交通环境振动特征的一个重要环节.本文在分析现有从交通环境振动观测记录中去除本底振动方法不足的基础上,从考虑本底振动与观测振动互相关性出发,提出了采用自互功率谱法去除本底振动的新方法,推导了计算公式,并通过实际算例论证了方法的可靠性.分析结果表明,本文提出的自互功率谱法能够更有效地去除观测数据中的本底干扰,获得更贴近实际的交通环境振动的功率谱、时程、振动级以及加权振级.在本底振动占优势的低频段,本文提出的方法较现有方法计算精度有明显的提高.     

超低频振动校准系统的研究

超低频振动问题在工程实践中广泛存在,并且受到越来越多的关注。本文在分析国内外超低频振动校准系统的研究现状的基础上,以超低频振动校准系统为核心,通过理论分析、程序仿真和实验研究,建立了一套可以有效减小振动台失真的系统,并获得了良好的实际效     

负电阻反馈式地震计的自标定技术

针对负电阻反馈式地震计缺乏标定线圈无法进行现场标定的问题,研制了一种可内置于地震计内部的相对标定系统,该系统在信号线圈内接入阶跃电流,通过电磁感应对摆体施加阶跃加速度激励,测量仪器的暂态响应输出求解得到地震计的传递特性.文章首先推导和建立了自标定模型,设计和制作标定电路,采用L-M法求解地震计的传递函数,分别对三台样机进行了自标定和振动台标定实验.实验表明两种标定方法的结果较为一致,相对误差在5%以内,证明了这种自标定技术的有效性,实现了该类型地震传感器的灵活标定.     

LaCoste&Romberg航空重力仪K因子的动态标定及其特性研究

摆杆尺度因子(K因子)是反映LaCoste&Romberg航空重力仪线性响应特性的最重要参数.利用基于地面参考数据的外部标定法和基于交叉点不符值的内部标定法分别对其进行了标定,实测数据分析表明,K因子的内、外部标定结果非常一致,且利用新K因子计算的空中重力扰动,其精度较采用出厂值提高了0.2～0.4 mGal.内部标定法具有较好的实际应用价值.研究了K因子与滤波尺度的相关性,表明重力仪可能为一非线性响应系统,即K因子的大小与摆杆速度的变化有关.     

地震计灵敏度的对比测量法

本文提出一种地震计灵敏度的对比测量法, 该方法将被测地震计和一台校准过的地震计比邻、 平行摆放, 共同记录地振动数据, 通过对比分析两台地震计的输出信号, 计算被测地震计的灵敏度。 与振动台测量法相比, 该方法成本低, 与电测法相比, 不需已知地震计的标定常数, 是一种简单易行、 精度高的地震计灵敏度测量方法。     

基于激光干涉的强震动加速度计绝对校准试验

分析了激光干涉校准的基本原理,应用绝对校准法开展强震动加速度计的相位测试,通过振动校准试验,在振动台与强震动加速度计的记录输出波形中找出振幅变化趋势,以叠加两个波形的延时对比推断出强震动加速度计的相位差。实例证明,绝对校准可为标准强震动加速度计的性能校准奠定高精度基础。     

地震前兆观测仪器的校准与标定辨析

对地震行业常用的"标定"术语和计量领域的"校准"术语之间的异同进行分析,同时提出目前"标定"在保障地震仪器观测质量中的作用及限制,最终指出并强调了"校准"在确保地震仪器观测量值单位统一、量值准确的法定地位。     

LaCoste&Romberg航空重力仪K因子的动态标定及其特性研究

摆杆尺度因子（K因子）是反映LaCoste&Romberg航空重力仪线性响应特性的最重要参数. 利用基于地面参考数据的外部标定法和基于交叉点不符值的内部标定法分别对其进行了标定，实测数据分析表明，K因子的内、外部标定结果非常一致，且利用新K因子计算的空中重力扰动，其精度较采用出厂值提高了02～04 mGal. 内部标定法具有较好的实际应用价值. 研究了K因子与滤波尺度的相关性，表明重力仪可能为一非线性响应系统，即K因子的大小与摆杆速度的变化有关.     

打桩振动对建筑物影响评价方法探讨

打桩振动因其传播过程受到地质结构、地面环境和振动持时等条件影响,导致振动效应差别较大。探讨了打桩振动对建筑物影响的评价标准和评价方法,并结合工程实例,通过调查、分析打桩振动与建筑物破损的相关因素,根据实测场地各方向的振动效应,结合各相关影响因子建立场地的衰减规律,合理地评判了打桩振动影响范围。     

大直径钻成孔灌注桩在桩基施工中振动影响的测试与分析

探讨大直径钻成孔灌注桩在桩基施工中,当钻机的钻头在坚硬的岩层中钻进时,其对周围建筑物振动影响的监测方法及评价标准,同时结合工程实例讨论了土层质点振动速度的检测技术,以及振害防治措施等有关问题。     

Asynchronous driving principle and its application to vibration control

The vibration control of megaframes with suspension systems is developed in this paper. The interaction between the megaframe and the suspension systems is first analysed, then asynchronous driving principle is proposed for vibration control of such structures. A numerical example is presented to show the application of asynchronous driving principle in the design of vibration control. The response of the megaframe with suspension systems under evolutionary random excitation indicates the feasibility and effectiveness of the proposed method. The vibration control method, though studied in a special case of the megaframe with suspension systems, is also applicable to the vibration control of combined structures with large secondary‐to‐primary mass ratio. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

曲线桥地震响应分析

曲线桥是现代交通中的一种重要桥型。与直线桥相比,曲线桥的自由振动与地震响应有着其自身的特点。文中运用有限元法,对曲线桥与直线桥的自振特性与地震响应作了对比分析。分析结果表明,曲线桥的以扭转为主的自振频率比直线桥高。在地震作用下,曲线桥上部结构的内力与直线桥相差不大;曲线桥竖向支座反力比直线桥小;曲线桥水平支座剪力比直线桥大。因此,在对曲线桥进行抗震设计时,上部结构可按直线桥进行设计,但应该准确计算其水平支座反力,并采取适当的支座抗剪措施。     

珠江黄埔大桥强震动监测和警报系统

首先引出在大型桥梁上开展强震观测应用的重要性,进而介绍在珠江黄埔大桥上布设强震动监测和警报系统的设计思路和方案,最后介绍系统使用的预期效果,达到桥梁震动报警、损伤判定、模态参数更新、时程数据捕获分析等目的.     

软件滤波在土体自振柱试验中的应用

自振柱试验是测量土样动剪切模量和阻尼比的常用方法,但由于噪声等环境因素的影响,土样扭剪自由振动的衰减波曲线有时会因高频干扰出现不平滑现象,难以得到合理的测试结果。软件数字滤波是解决这类问题的有效方法。本文通过多种软件数字滤波方法优缺点的对比,认为平均滤波法和惯性滤波法能有效解决试验数据中的高频干扰问题,并分别选择适当的滤波参数,得到了平滑的自振衰减波曲线;最后,采用平均滤波法处理了两组自振枉试验数据。结果表明,软件滤波法确能有效消除不合理数据,得到符合一般规律的土体动剪切模量和阻尼比试验结果,从而验证了其在土体自振柱试验中的应用价值。     

相邻建筑结构的模糊振动控制

本文研究了相邻建筑结构的模糊控制问题。首先,介绍相邻建筑结构体系的特点,建立体系的力学模型及运动方程;然后,进行了半主动控制研究,提出了控制的方法;最后,利用模糊控制方法实现了结构的智能控制。通过以上研究,说明相邻建筑结构相互振动控制是十分有效的,所得出的结论对实际工程的应用具有指导意义。     

确定桩承载力的脉冲位移法

本文拟在微幅振动试验中进行桩承载力的理论分析并在实用条件的基础上，介绍一种简易试验分析方法即脉冲位移法，为工程建设服务。     

磁流变阻尼器对高层建筑风振反应的半主动控制

本文探讨了磁流变阻尼器在高层建筑风振控制中的应用，在经典线性最优控制理论的基础上，根据磁流变阻尼器的特点，提出了一种新型的半主动控制策略，应有该方法对一40层的钢结构的风振反应进行了计算机模拟，结果表明，采用磁流变阻尼器对高层建筑进行半主动控制的能够有效减小结构的风振反应。