力平衡反饋式地震計(jì)是地震觀測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分,有效頻帶范圍是其關(guān)鍵性能指標(biāo)。為了獲得更多的有用地震信號(hào),拓展地震計(jì)有效頻帶范圍成為研究熱點(diǎn)。地震計(jì)的頻帶范圍由機(jī)械擺固有頻率和反饋電路共同決定。本文主要研究采用降低機(jī)械擺固有頻率的方法拓展地震計(jì)的頻帶范圍。將有限元建模與仿真引入到地震計(jì)機(jī)械擺固有頻率研究中,建立了力平衡反饋式地震計(jì)機(jī)械擺的有限元模型,仿真分析了機(jī)械擺敏感元件對(duì)其一階固有頻率和二階固有頻率的影響規(guī)律,明確了敏感元件幾何尺寸與機(jī)械擺固有頻率之間的數(shù)值關(guān)系。基于拓?fù)溆?jì)算對(duì)機(jī)械擺結(jié)構(gòu)進(jìn)行了拓?fù)湓O(shè)計(jì),并對(duì)新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的地震計(jì)進(jìn)行了固有頻率測(cè)試與頻帶范圍測(cè)試。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)機(jī)械擺地震計(jì)相比較,新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)機(jī)械擺地震計(jì)一階固有頻率從6Hz降低到5Hz,二階固有頻率從46Hz提高到88Hz,頻率差值從40Hz增到83Hz;在0.5cm/s的速度激勵(lì)下,新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)機(jī)械擺地震計(jì)在0.5Hz處輸出電壓響應(yīng)4.58V,相同激勵(lì)下傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)地震計(jì)在0.5Hz處輸出電壓響應(yīng)為3.59V,在1Hz處輸出電壓響應(yīng)為4.64V,對(duì)比頻帶測(cè)試曲線表明,新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)機(jī)械擺地震計(jì)的有效頻帶范圍起點(diǎn)降低了50%,頻帶范圍拓寬了0.5Hz。
【學(xué)位單位】：防災(zāi)科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P315.62
【部分圖文】：

第二章 力平衡反饋式地震計(jì)結(jié)構(gòu)與原理2.1 力平衡反饋式地震計(jì)結(jié)構(gòu)力平衡反饋式地震計(jì)由三分向拾震器構(gòu)成，如下圖 2.1 所示，地震計(jì)的三個(gè)分向安裝在同一個(gè)底座上，其中兩個(gè)水平向成 90 度正交放置，單向拾震器設(shè)計(jì)成圓柱形，單向拾震器的敏感方向用箭頭表示，每個(gè)分向的拾震器具有相同的機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)和機(jī)電參數(shù)，單個(gè)拾震器由機(jī)械擺、動(dòng)圈換能器、標(biāo)定結(jié)構(gòu)、反饋電路組成。該儀器不僅能清晰記錄近震、地方震，對(duì)一些遠(yuǎn)震記錄效果也不錯(cuò)。圖 2.1 力平衡反饋式地震計(jì)俯視圖圖 2.2 是力平衡反饋式地震計(jì)部分結(jié)構(gòu)剖面圖，由機(jī)械擺、大線圈與小線圈、大小磁鋼組成。圖 2.2 力平衡反饋式地震計(jì)部分結(jié)構(gòu)剖面圖

該儀器不僅能清晰記錄近震、地方震，對(duì)一些遠(yuǎn)震記錄效果也不圖 2.1 力平衡反饋式地震計(jì)俯視圖圖 2.2 是力平衡反饋式地震計(jì)部分結(jié)構(gòu)剖面圖，由機(jī)械擺、大線圈與小磁鋼組成。

下垂；處于工作狀態(tài)時(shí)，自由端自由擺動(dòng)，自由端擺動(dòng)牽引大線圈運(yùn)動(dòng)切割產(chǎn)生回復(fù)力，將偏移平衡位置的自由端回復(fù)到非工作狀態(tài)時(shí)的平衡位置，為地震信號(hào)的拾取做準(zhǔn)備。力平衡反饋式地震計(jì)是根據(jù)慣性原理設(shè)計(jì)的，地震計(jì)機(jī)械擺結(jié)構(gòu)的重錘、支架、大小線圈框?yàn)闄C(jī)械擺提供質(zhì)量，而敏感元件簧片作為變形元件支撐質(zhì)并產(chǎn)生彈性恢復(fù)力。敏感元件簧片的剛度是影響地震計(jì)固有頻率的直接因過對(duì)機(jī)械擺的彈性元件進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和嚴(yán)格工藝，使其具有足夠的折合剛度定性。(2) 動(dòng)圈換能器動(dòng)圈換能器由工作線圈和磁鋼組成，工作線圈與重錘通過線圈支架進(jìn)行機(jī)接。線圈在磁鋼中跟隨重錘擺動(dòng)切割磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，輸出信號(hào)是以號(hào)的形式輸出，輸出電信號(hào)的大小與切割磁場(chǎng)的位移量 x 有關(guān)，即與重錘擺生的位移量成正相關(guān)，通過動(dòng)圈換能器實(shí)現(xiàn)了從機(jī)械信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換

【參考文獻(xiàn)】

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1 張會(huì)新;楊德慶;;典型船舶板架拓?fù)渑c形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];中國艦船研究;2015年06期

2 任梟;;中國地震臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)系統(tǒng)特性分析與資料應(yīng)用研究[J];國際地震動(dòng)態(tài);2014年02期

3 焦洪宇;周奇才;李文軍;李英;;基于變密度法的周期性拓?fù)鋬?yōu)化[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年13期

4 王余偉;韓進(jìn);張勇;邵玉平;張正偉;;用于反饋地震計(jì)的新一代機(jī)械擺[J];地震地磁觀測(cè)與研究;2013年Z1期

5 何壽清;;DS-4A地震計(jì)傳遞函數(shù)實(shí)測(cè)[J];科技資訊;2013年11期

6 牛小鐵;董立立;;機(jī)械結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J];煤礦機(jī)械;2012年09期

7 張德恒;鹿曉陽;;結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的理論與方法[J];化學(xué)工程與裝備;2011年01期

8 許強(qiáng);李為樂;;汶川地震誘發(fā)大型滑坡分布規(guī)律研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2010年06期

9 郭中澤;張衛(wèi)紅;陳裕澤;;結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)綜述[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2007年08期

10 卞長(zhǎng)弘,寧培松,王曉濱,陳憲海;礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)綜述[J];煤炭企業(yè)管理;2005年07期

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1 郭健;懸臂梁式微加速度計(jì)的動(dòng)力學(xué)分析[D];長(zhǎng)安大學(xué);2014年

2 李博;基于HyperWorks的某雷達(dá)零部件的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2828773