电动式单线圈有源伺服反馈加速度传感器原理

伺服式加速度计是利用电气回路对力学系统的反作用来改变力学系统原来的参数,来检测加速度大小的一类高精度惯性传感器。根据系统原理,设计了一种电动式单线圈有源伺服反馈加速度传感器,只由一组线圈构成,既是信号线圈,又是反馈线圈。这样可以简化结构,使传感器的外形更加灵巧,便于应用于地震测量中的一些特殊场合,通过实例验证了其测量结果的可靠性。     

光纤传感技术——独具优势的地震监测新手段

利用光纤传感器进行地震前兆观测是一种独具优势的地震监测新手段.光纤传感器具有高精度、抗电磁干扰、不存在零漂问题、易于组网以及适于长距离传输等一系列独特优势,可以解决地震前兆观测中电学测量仪器存在的固有问题.介绍了几类常用光纤传感器的工作原理及特点,综述了光纤传感器在地壳形变观测和地震波探测两个应用领域国内外的研究进展,并指出了目前需要解决的问题.     

用于静冰压力检测的新型膜盒式光纤传感器的研制（英文）

静冰压力是影响水工结构物安全运行的主要因素之一。现有静冰压力检测方法主要存在两个局限,一是实时性差,二是传统电阻应变式压力膜盒传感器因边壁效应影响测量结果的正确性。针对以上两个不足之处,作者基于反射式强度调制原理,研发了一种带杆伞状圆盘结构的压力膜盒静冰压力光纤传感器,实现了利用光纤传感技术检测静冰压力。我们用研制的新型光纤传感器在实验室完成了-30℃~5℃温度范围内冰生长过程中及5℃~-30℃温度范围内冰消融过程中静冰压力的测量试验。实验结果表明,与传统电阻应变式压力膜盒传感器相比,该传感器工作稳定、分辨率达0.02kPa、灵敏度达2.74×10-4/kPa,并可实现自动连续测量。     

基于状态观测器的结构控制系统传感器的最优位置

研究了基于状态观测器的结构控制系统传感器的最优位置问题,定义了问题的数学模型,给出了求解问题的一种方法,并数值分析了在地震作用下一幢房屋结构控制传感器的最优位置,验证了方法的有效性。     

光纤传感技术未来地震监测的发展方向

利用光纤传感器进行地震前兆观测是一种独具优势的地震监测新手段。 光纤传感器具有高精度、 抗电磁干扰、 不存在零漂、 易于组网以及适于长距离传输等一系列独特优势, 可以解决地震前兆观测中电学测量仪器存在的固有问题。 介绍了几类常用光纤传感器的工作原理及特点, 综述了光纤传感器在地壳形变观测和地震波探测两个应用领域国内外的研究进展, 并指出了目前需要解决的问题。 研制了一套基于光纤传感器的钻孔应变、 地震波和地温同时测量的多参量钻孔综合地震观测设备, 现场实验表明, 该光纤综合钻孔地震观测设备适应地震前兆观测中对抗环境干扰能力、 测量精度、 稳定性等方面的性能要求, 具有较好的应用前景。     

磁场传感器的问世

【零讯】一种用于物理学和钻孔地球物理学的多(?)、高性能三轴磁场传感器,已由英国牛津郡Bartington仪器公司研制出来。MAG—03Mc是Bertington公司一系列传感器中最先进的一种,发言人说他们现在的产品在地质勘控公司和各大学中已供不应求。     

SWY-Ⅱ型水位传感器的校准方法研究

提出一种水位传感器准确度的实验室校准方法,并结合地震台站的实际观测情况,对实验室校准方法进行改进,提出一种地震台站现场水位传感器的校准方法。通过地震台站现场校准方法的提出,从原理上基本解决了由于现场环境因素、压敏元件的非线性因素给水位观测带来的系统误差。     

磁芯感应线圈传感器综述

回顾了地球物理领域应用广泛的磁芯感应线圈传感器.详细介绍了它的工作原理;给出了详细的设计公式和步骤;分析了三种形式的磁芯损耗,表明了材料是影响传感器性能的主要因素之一,比较了铁氧体、坡莫合金和无定形材料三种材料的不同特点;分析了传感器频率特性及频率补偿电路对频率特性的改善;介绍了两种不同的输出信号处理方法;指出了磁芯线圈传感器的设计难点在于磁芯的制造工艺和绕线方法;标定是传感器研制的一个关键步骤,标定对环境要求极高,需要在磁屏蔽室内进行,介绍了中国地震局地球物理研究所的大型磁屏蔽室结构;地磁场的补偿是标定系统的一个难点,一般采用一个单独的参考磁力仪对地磁场进行补偿.     

水泥基压电传感器在交通量监测中的应用:(1)基本特性(英文)

交通量监测在公路管理养护系统中有着重要的作用。为此,一种用于监测交通量的新型水泥基压电传感器得以开发研制。该传感器能够响应由于车辆所引起的冲击荷载,而且具有耐久性好、价格低廉及全天候运行等优点。本文介绍了该传感器的制作及其基本性质。并将两个水泥基压电传感器埋置于一段混凝土梁中,以该梁作为埋入路面以下的传感单元。对该梁的测试实验表明,埋入混凝土梁的水泥基压电传感的性能没有发生变化,仍可以正确地反应各类冲击荷载。由此可见,该水泥基压电传感器对交通量的监测应用中是行之有效的。     

基于光纤激光地震计的钻孔地震监测

钻孔地震观测能够减少地面噪声的影响,是地震前兆观测的一种有效方法.然而,随着钻井深度的增加,温度、压力不断增高,现有电学传感器暴露出了一系列问题,主要包括:散热问题、防水密封问题、长距离信号传输问题、怕雷击问题等.光纤传感器是利用光纤进行传感和传输的新一代传感器,具有耐高温高压、信号可长距离传输、防雷击、抗电磁干扰等优点,近年来获得了广泛的研究和关注.     

手持式钻孔应变仪井下传感器现场检测装置的设计和应用

介绍了在WIN CE控制平台下设计的一种钻孔应变仪井下传感器现场检测装置.设计采用了基于32位ARM工控触屏板以及嵌入式Windows CE操作系统作为软硬件平台,集成了 485通信接口和多通道高精度模拟信号的数据采集单元,实现对钻孔应变仪井下传感器(应变传感器、气压、水位、水温传感器)部分的控制、调零、故障检测等功能...     

大连国贸大厦振动监测传感器优化布设研究

传感器优化布设是高层建筑荷载识别与振动特性研究的首要工作。总结了土木工程中几种常用的传感器优化布置方法和准则;提出了一种基于列主元QR分解的逐步累积法与逐步消去法,综合寻找最优测点数及测点位置的方法;基于大型科学计算软件MATLAB对该方法进行编程,实现了程序可视化。以330.25 m高的大连国贸大厦为例,建立三维有限元分析模型,进行了模态分析,并利用本文方法对传感器布置方案进行了优化。结果表明,该方法优化效果明显,能为高层建筑中布设振动监测仪器提供较为可靠的依据。     

一种地震预警监测传感器模块的设计及实现

目前世界上地震预警系统基本都是通过地震台网来确定地震的震级并对地震进行定位,其预警准确性的提高主要依靠台网密度的增加。基于地震预警原理以及传感器技术,本文首次探讨了仅用单台地震监测传感器快速测定地震基本参数的可能性。设计了一种用于地震预警的地震监测传感器模块,阐述了确定地震参数的算法。该传感器模块能自动捡拾P波的到时,然后利用P波的初动信息确定地震的方位角,最后利用P波到达后前3s加速度数据确定地震的震级、震源距,并发出警告,达到地震监测及预警的目的。     

光纤健康监测方法在土木工程中的研究与应用进展

在土木工程领域，光纤智能健康监测方法是对建筑物或构筑物的健康状况进行检测的一种新方法。本文首先论述了光纤智能健康监测系统的构成，然后对国内外光纤健康监测系统在土木结构中的研究与应用进行了回顾，介绍了光纤传感器的种类、原理、特点和当前应用的状况，重点介绍了光纤位移传感器和布拉格光栅（Bragg grating)应变传感器，最后展望了光纤智能健康监测方法在土木结构中的应用前景。     

光电液位传感器及其在桥梁挠度自动测量中的应用

挠度是反映桥梁线性变化的重要参数,光电液位传感器是一种新型的连通管液位检测传感器,它的测量精度能达到0.1mm。将光电液位传感器、连通管、485总线、RS485/232转换卡、计算机等组成桥梁挠度自动测量系统,能够对大型桥梁挠度进行多点、长期、在线、远程、自动监测且不受桥梁现场高尘、高湿和浓雾的影响。目前,该系统已经成功应用到重庆大佛寺长江大桥上,测量结果表明可以准确获取桥梁的挠度信息,测量的挠度值能够真实反映桥梁的挠度变化,是一种有效的桥梁挠度自动测量方法。     

矿井瞬变电磁探测中空芯线圈传感器的研制

针对矿井瞬变电磁法中探测空间的有限性及探测目标分布的全空间性,研制一种适合该方法的感应式空芯线圈传感器.根据矿井瞬变电磁探测需要,确定了感应式空芯线圈传感器的基本技术指标.通过对空芯线圈的物理结构和前置放大电路的等效噪声电路进行分析,获取了引入噪声的主要来源.构建感应式空芯线圈传感器的等效模型,实现传感器的幅频特性及低噪声的分析,给出影响传感器噪声水平的各噪声源随频率变化的规律,设计矿井瞬变电磁中降低传感器噪声的方法,采用该优化方法,传感器的总噪声在谐振频率处信噪比提高了15.6dB.测试结果表明:感应式空芯线圈传感器噪声性能和输出特性优于加拿大Geonics公司的3D-1HF-coil传感器,满足矿井瞬变电磁探测需要.     

一种光纤光栅倾角传感器的试验研究

设计了一种新型的光纤光栅倾角传感器。本设计将简单可靠的金属悬臂梁结构与高灵敏度的光纤布拉格光栅相结合,考虑了光纤布拉格光栅的温度补偿及灵敏度,从而保证其整体耐久性较好、测量精度较高。将该倾角传感器与光纤光栅解调仪组成监测系统,同时利用无线电容式倾角仪对其灵敏度进行标定,取得了良好的线性数据,证明该倾角传感器性能良好。     

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。     

震前电磁信息观测

目前世界各国学者对震前电磁信息观测越来越重视,从甚低频 VLF 到高频 HF 都进行了有意义的工作并取得了一定的进展.我们在 VLF 频段以下范围进行观测.现介绍如下:一、准静磁感应测量本系统采用 DZ-C 型电磁感应传感器,按东西、南北、垂直三个方向置于地表,该传感器是一种高导磁率的环天线,两端之间的感应电压可由下列关系式给出:     

岩石变形破裂过程中电荷感应信号的检测

设计了采用非接触方式、高放大倍数、高效率的电荷传感器,并给出了电荷传感器的设计原理和技术指标。利用研制的电荷传感器对岩石变形破裂过程中产生的电荷感应信号进行了检测试验。结果表明,岩石在变形破裂过程中会产生电荷感应信号,并能够被研制的电荷传感器检测到;电荷感应信号是瞬时脉冲的;随着加载应力水平的增加,电荷感应信号强度增强,在峰值应力前,电荷感应信号强度达到最大值;在破裂面接收到的电荷感应信号较强,主破裂面接收到的信号最强,因而电荷的产生和岩石的破裂有很大的关系。作为正在探索的检测岩石破坏过程的手段之一,电荷感应方法应是一种很具潜力的方法,值得深入研究。