测振传感器的低频特性补偿研究

现有的大多数测振传感器不能满足超低频振动测量的需要，有必要扩展其工作频带以满足需要。研究了零极点配置法在941B型测振传感器的应用。通过此方法，拓展了测振传感器的工作频带，尤其是其低频特性得到了拓展，其工作频带由补偿前的0．7—105Hz拓展为补偿后的0．08-109Hz。在此基础上，利用MATLAB进行了数值仿真，输入小同持续时间的单个半正弦波以及正弦叠加信号，系统在补偿前后的响应表明：低频特性得到明显改善。

基于DSP系统的测振传感器低频特性补偿

为了解决多数测振传感器在超低频测量上不足的问题,文中采用零极点配置法,设计了一个以TMS320LF2407作为主控芯片的电路,同时DSP通过程序设计了一个数字滤波器。当振动信号采集后,原测振传感器的低频特性通过此系统得到补偿,从而扩展了其低频范围,具有很强的实用性。

无源伺服技术拓展振动速度传感器量程的研究

介绍了采用无源伺服技术进行位移摆式速度计测量量程扩展的研究。首先对传统速度计的原理进行分析;其次通过介绍无源伺服技术的原理,给出了采用无源伺服技术扩展速度计位移测量量程的方法,并给出实测结果,且线性相对误差小于1%。实验证明,以无源伺服反馈的方式扩展了传感器的位移量程,实现了高层建筑和大跨度桥梁的超低频大位移的有效测量。

地震预警仪器研究

地震发生时,会导致巨大人员伤亡和财产损失,而地震预报目前尚难以实现,因此,地震预警就成为世界各国研究开发的主题,而地震预警仪器更是研究重点。本文通过分析地震预警的原理,介绍了目前世界主要地震预警仪器,同时对地震预警仪器进行了系统的分析,指出新型智能化地震安全控制系统具有灵活、方便和经济实用的优点。

一种地震P波和S波初至时间自动拾取的新方法

地震P波、S波初至时间的拾取是地震波分析的一项基础性工作.本文提出了一种新的地震波初至时间自动拾取的方法:首先,把地震波的三分量时程曲线变换为一组空间向的能量变化率时程曲线;然后对能量变化率时程曲线进行STA/LTA(Short Time Average/Long Time Average,短时间的均值/长时间的均值)处理,拾取地震P波和S波的大致初至时间;最后提出采用一种二次方自回归模型对初至附近的能量变化率曲线进行二次方自回归处理,精确拾取出P波和S波的初至时间.本文采用了10组芦山地震的记录数据和150组汶川地震的记录数据对此方法的可靠性进行了检验.以人工拾取结果为参考,此方法具有很高的准确率和稳定性,同时,相比于常用的STA/LTA方法和AIC(Akaike Information Criterion,Akaike信息准则)方法,此方法在计算时间效率方面稍微逊色,但是对S波初至时间的拾取精度和可靠性更高.此方法丰富了地震P波、S波初至时间的自动拾取方法.

基于轮辐式质量弹簧系统的强震转动加速度计的研究

给出了一种新型的强震转动加速度计的结构原理,导出了转动加速度计的微分方程、频率特性、以及灵敏度计算公式。在国家转台校准装置上对转动加速度计灵敏度、线性度、幅频特性进行了校准,在实验室内对转动加速度计最大量程、一致性以及水平振动对转动加速度计的影响等进行了测试。测试结果表明,强震转动加速度计具有良好的性能,可用于强震转动加速度和建筑结构转动加速度的测量。该转动加速度计已获得国家专利。

基于塔筒振动特性识别风机塔螺栓松动的研究

法兰盘螺栓松动是风机塔常见的一种严重病害。基于大量实测试验得出:塔筒的1阶相位差特性对法兰盘螺栓松动病害很敏感。首先对6座存在此病害的风机塔开展了详细的振动测试与分析,然后分析出法兰盘螺栓松动后,其1阶固有频率值未发生变化、阻尼比变化不明显、1阶振型变化也不突出,但在各法兰盘上、下盘之间的相位差即使在螺栓松动比例为6%时也存在明显的突变特性,而在对法兰盘螺栓重新紧固后,其相位差未表现出此特性。实测试验表明:相比其它振动特性,风机塔的1阶相位差特性受法兰盘螺栓松动的影响更明显,因此能更准确地反映出法兰盘螺栓松动现象,可基于法兰盘上、下盘之间的相位差绝对值是否存在突然增大的特性来识别出法兰盘螺栓是否存在较严重的松动病害。本文的研究结果是基于6座风机塔多个工况下的实测数据得出的,具有较高的可靠性,对风机塔的法兰盘螺栓松动病害的快速检测方法的研究具有较大的参考价值。

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果。提出新的控制方法并加以验证。本文的主要研究工作有以下几个方面：首先，通过对振源的分析，在隔振理论的基础上，提出了基于反馈技术的主动隔振方法，根据不同的反馈参量，介绍了几种不同的反馈方法，并通过MATLAB编程进行仿真，分别予以分析，以找出最优方案。同时，分析了超低频标准振动台的隔振方法，指出被动隔振和主动隔振相结合的方法，可以更有效地解决超低频振动台的基础隔振问题。

基于能量变化率法自动拾取场地剪切波速

提出了一种提高单孔法剪切波速测量精度的新方法——能量变化率的自回归曲线法。首先把剪切波的时程曲线变换为能量变化率时程曲线;然后对能量变化率时程曲线进行长短平均处理,拾取各测点P波和S波的大致初至;最后提出采用一种二次方自回归模型对初至附近的能量变化率曲线进行二次方自回归处理,精确拾取出各测点P波和S波的精确到时。采用此方法、互相关函数法和人工拾取法对某场地的剪切波速进行了对比分析。分析结果表明:此方法相比互相关函数法,具有更好的噪声抑制能力,不仅能精确地自动拾取出各测点的S波的到时差,也能更准确地自动拾取出各测点的P波的到时差。以人工拾取结果为参考,此方法在实际测试中具有很高的准确率和稳定性。此方法丰富了场地剪切波速分析方法。基于此方法、互相关函数法和人工拾取法,设计了一套剪切波波速的测试系统,此系统能自动分析出各测点的剪切波速和形成完整的报告。

基础存在裂缝的风机塔振动测试与分析

风机塔混凝土基础常存在开裂、不均匀沉降现象,严重时会导致塔筒倒塌。相比不均匀沉降,开裂程度特别是非表层的开裂难以直接测量,也难以准确评估其影响。对基础存在裂缝的风机塔开展振动测试与分析:首先选择一座基础出现开裂的风机塔和一座作为参考的同类型同场地的风机塔,同时开展振动测试;然后分析两座风机塔的振动特性;最后通过对比固有频率、振动强度等振动特性,发现相同测试工况下基础出现裂缝的风机塔的振动特性相比作为参考的风机塔,前三阶固有频率值虽然相差不大,但是其第3阶和第1阶的FFT幅值比远大于作为参考的风机塔;其加速度最大值在微风时与作为参考的风机塔相差不大,但是在风力较大或机舱偏航冲击工况下明显大于作为参考的风机塔。测试结果表明:塔筒加速度振动强度对基础裂缝比较敏感,而固有频率值不敏感,但是其高阶的FFT幅值对基础裂缝比较敏感。测试结果可为基于风机塔振动特性的变化快速评估基础裂缝的严重程度及分析此类型故障对风机塔运营安全的影响提供一定的参考。