Способ измерения поступательного ускорения грунта или сооружения

 

Изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано для определения ускорений поступательного движения и наклона грунта или сооружения в ближней зоне землетрясений и взрывов. Цель - повышение точности измерения поступательного ускорения за счет учета наклона. Учитывая различную чувствительность к наклонам вертикального и горизонтального акселерометров, выделяют граничную частоту, при которой отношение спектра сигнала горизонтального акселерометра превышает заданную величину, и определяют наклон путем низкочастотной фильтрации сигнала горизонтального акселерометра с частотой среза, равной граничной. Кроме того, с целью исключения фазовых искажений низкочастотную фильтрацию сигнала горизонтального акселерометра осуществляют в прямом и обратном направлениях. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СО!Оэ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 0 А1 (51 ) 5 С 0» /1 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4421780/3! -25 (22) l 0.05.88 (46) 15,03.90. Бюл, Р 10 (71) Институт физики Земли им. О. Ю. 1п)мид та (72) В.И,Грайзер (53) 550, 083 (088.8) ,(56) Саваренский Е,Ф. и Кирнос Д.П.

Элементы сейсмологии и сейсмометрии.

N. ГИТТЛ, 1 955, с. 390-426.

Авторское свидетельство СССР

Р 143608) кл, G 01 V 1/16, 1986. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО

УСКОРЕНРЯ ГРУНТА ИЛИ СООРУ)!ЖНИЯ (57) Изобретение относится к сейсмологии и может быть использовано для определения ускорений поступательного движения и наклона грунта ипи сооруИзобретение относится к сейсмологии, а именно к. регистрации сильных движений, и может быть использовано для определения ускорений поступательного движения и наклонов грунтом или сооружений в ближней зоне землетрясений и взрывов.

Нелью изобретения является повьппение точности измерения поступательного ускорения путем учета наклона, а также исключение фазовых искажений.

На фиг.l показана блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа, на фиг,2 - кривые выделения наклонов и горизонтальных ускорений.

2 жения в ближней зоне землетрясений и взрывов. Пель — повьш(ение точности измерения поступательного ускорения за счет учета наклона. Учитывая различную чувствительность к наклонам вертикального и горизонтального акселерометров, выделяют граничную частоту, при которой отношение спектра сигнала горизонтального акселерометра превышает заданную величину, и определяют наклон путем низкочастотной фильтрации сигнала горизонтального акселерометра с частотой среза, равной граничной, Кроме того, с целью исключения фазовых искажений низкочастотную фильтрацию сигнала горизон- I тального акселерометра осуществляют в прямом и обратном направлениях. э.п, Ф-лы, 2 ил.

Устройство для осуществления способа содержит вертикальный акселерометр 1, горизонтальный акселерометр

2, аналого-цифровые преобразователи

3.1 и 3,2, запоминающие устройства

4,1, 4.2 и 4.3, преобразователи 5,1 и 5,2 сигналов в спектральную последовательность Фурье, делитель 6, блок

7 сравнения (пороговое устройство), регулируемые Фильтры 8,1 и 8,2 низкой частоты, устройства 9.1 и 9,2, разворачивающие сигналы в обратном направлении, сумматор 1 О, регистр !! °

На фиг,2 показаны: исходньп сигнал

12 горизонтального акселерометра, сигнал 13 наклона, полученный при Фипьт1 550450 рации в прямом направлении, сигнал 14 наклона, полученный при Фильтрации в прямом и обратном направлении, сигнал

15 горизонтального ускорения, полученный вь1читанием сигнала наклона из сигнала акселерометра.

Способ осуществляют следующим образом.

Сигналы с выходов акселерометров

1 и 2 преобразуются аналого-цифровыми преобразователями 3.1 и 3.2 в цифровой вид, а затем запоминаются с помощью устройств 4.1 и 4.2. Устройства

5.1 и 5.2 преобразуют сигналы с устройств 4,1 и 4.2 в спектральные последовательности Фурье. Затем в блоке

6 сигнал.с устройства 5,1 (спектр сигнала горизонтального акселерометра) делится на сигнал с устройства

5,2 (спектр сигнала вертикального акселерометра). В блоке 7 отношение спектров сигналов (с выхода блока 6) сравнивается с заданной величиной, которая выбирается в зависимости от 25 диапазона регистрируемых наклонов (например, равной 3) и вьделяется граничная частота, ниже которой на отрезке более половины октавы спектр горизонтального сигнала в заданное число раз превосходит спектр вертикального. На эту частоту, названную . граничной, настраиваются регулируемые фипьтры 8.1 и 8.2 низких частот.

Сигнал горизонтального акселерометра, 35 поступающий с устройства 4.2, пропускается через регулируемый ФНЧ 8.1 в прямом направлении., запоминается в блоке 4.3, разворачивается в обратном направлении в блоке 9.1 и подается на ФНЧ 8,2, а затем с помощью устройства 9.2 вновь разворачивается в обратном направлении. Сигнал наклона с выхода блока 9.2 подается на регистр

11 и сумматор 10. На сУмматоР 1О од- 45 новременно подается также и сигнал горизонтального акселерометра с запоминающего устройства 4.2. Регистр

11 записывает сигналы вертикального и горизонтального ускорения, а также наклона.

Способ позволяет вьделять наклоны

t амплитудой приблизительно от 0,5 до

30 грац при использовании датчиков типа ССРЗ и АС3, Нижний предел чувствительноо сти может быть снижен при исп оль зованни акселе ромет ров с более высокой чув ствитель нос тью.

На Фиг,2 показана запись горизонтальногп датчика, включающая наклон (), сигнал на выходе однозвенного(1 2) (13) и двузвенного (14) *ипьтров а

Э также горизонтальное уско рение (1 5), полученное исключением из сигнала горизонтальноь но г о акселе ром ет ра сигнала наклона с выхода двуэвенного Фильтра.

Как следует из сравнения кривых 13 и 14 однозвенный Фильтр приводит к заметному базовому сдвигу, тогда как двузвенный нет, Ф о Рмула изобретения

1. Способ измерения поступательного ускорения грунта или сооружения, включающий установку на общем основании двух маятниковых акселерометров, суммирование и регистрацию сигналов.. наклона и поступательного ускорения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения поступательного ускорения путем учета наклона, осуществляют реrистрацию колебаний вертикальным и горизонтальным маятниковыми акселерометрами, запоминают и преобразуют сигналы обоих акселерометров в спектральные последовательности Фурье, вьделяют граничную частоту, при которой отношение спектра сигнала горизонтального акселерометра к спектру сигнала вер— тикального акселерометра превышает заданную величину, определяют наклон

-путем низкочастотной фильтрации сигнала горизонтального акселерометра с частотой среза, равной граничной, а поступательное ускорение - путем суммирования запомненного сигнала горизонтального акселерометра и сигнала наклона.

2. Способ по п. о т л и ч à юшийся тем, что, с целью исключения фазовых искажений, низкочастотную фильтрацию сигнала горизонтального акселерометра осуществляют в прямом и обратном направлениях.!

550450

Составитель Т. Райкова

Редактор Ю.Середа Техред N.Пидьщ Корректор М. Кучерявая .

Заказ 270 Тираж 4)3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгброд, ул. Гагарина, 101