Способ измерения поступательного ускорения грунта или сооружения Советский патент 1990 года по МПК G01V1/16 

Изобретение 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.

1телью изобретения является повышение точности измерения поступательного ускорения путем учета наклона, а также исключение Фазовых искажений.

На фиг.1 показана блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - кривые выделения наклонов и горизонтальных ускорений.

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 10, регистр 1I.

На фиг.2 показаны: исходный сигнал 12 горизонтального акселерометра,сигнал 13 наклона, полученный при Фипьтелел

О Јь СЛ

31

рации в прямом направлении, сигнал 14 наклона, полученный при фильтрации в прямом и обратном направлении, сигнал 15 горизонтального ускорения, полученный вычитанием сигнала наклона из сигнала акселерометра.

Способ осуществляют следующим образом.

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

5.1и 5.2 преобразуют сигналы с уст- ройств 4.1 и 4.2 в спектральные последовательности Фурье. Затем в блок

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 диапазона регистрируемых наклонов (например, равной 3) и выделяется 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 Фильтры 8.1 и 8.2 низких частот.

30 град при использовании датчиков типа ССРЗ и АСЗ. Нижний предел чувствительности может быть снижен при использовании акселерометров с более высокой чувствительностью.

На Лиг.2 показана запись горизонтального датчика, включающая наклон (12), сигнал на выходе однозвенного- (13) и двузвенного (14) Фильтров, а также горизонтальное ускорение (15), полученное исключением из сигнала горизонтального акселерометра сигнала наклона с выхода двуэвенного Фильтра.

Как следует из сравнения кривых 13 и 14 однозвенньгй Фильтр приводит к заметному базовому сдвигу, тогда как двузвенный нет.

Ф

ормула 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 регистрацию колебаний вертикальным и горизонтальным маятниковыми акселерометрами, запоминают и преобразуют сигналы обоих акселерометров в спектральные по

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.

Сигнал горизонтального акселерометра, следовательности Фурье, выделяют гра- поступающий с устройства 4.2, пропус- ничную частоту, при которой отноше- кается через регулируемый ФНЧ 8.1 в прямом направлении, запоминается в блоке 4.3, разворачивается в обратном направлении в блоке 9.1 и подается ,Q 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 10 одновременно подается также и сигнал горизонтального акселерометра с за- поминающего устройства 4.2. Регистр 1 1 записывает сигналы вертикального и горизонтального ускорения, а также наклона.

Способ позволяет выделять наклоны

45

50

ние спектра сигнала горизонтального акселерометра к спектру сигнала вертикального 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.

амплитудой приблизительно от 0,5 до

следовательности Фурье, выделяют гра- ничную частоту, при которой отноше- Q

5

0

ние спектра сигнала горизонтального акселерометра к спектру сигнала вертикального 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.

о.ъ

-0.5.

00

J.O 2.0 3.0 ЬО 5.0

0.3

-0.1

О 1.0

0.3

-0.1

00 10

0.0

- г - ч/V--| 0.0 .« 1.0 2.0 3.0 4.0 5.Q

Фиг. 2

2.0 3.0 4.0 5.0