[发明专利]一种幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置及其方法

权利要求书

1.一种幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置，其特征在于，包括：

一用于模拟地震振动的振动台，其内设置有马达；

一固定基座，为一正方体，其分别与X轴、Y轴、Z轴垂直的三个面上分别设置有反光板，所述固定基座通过连杆与振动台形成刚性连接；

三个激光光源，分别设置于各反光板的相对上方；所述激光光源发射的激光光线与反光板法线之间夹角小于或者等于45°；

三个四象限激光探测器，分别设置于所述各反光板的相对上方；与激光光源相对，四象限激光探测器与反光板法线之间夹角小于或者等于45°；

三组电流电压转换模块，分别对应三个四象限激光探测器，每组电流电压转换模块设4个电流电压转换器，所述电流电压转换器的输入端分别与所述四象限激光探测器四象限的输出端连接；

三组运算模块，分别对应三组电流电压转换模块，每组运算模块设2个运算放大器，所述每组电流电压转换模块中的每个电流电压转换器的输出端分别与2个运算放大器的输入端连接；

三组模拟数字转换模块，每组设2个模拟数字转换器，所述模拟数字转换器的输入端分别与2个运算放大器的输出端连接；

一微控制器，其输入端与所述模拟数字转换器输出端连接，输出端连接有马达控制器。

2.根据权利要求1所述的幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置，其特征在于，所述四象限激光探测器与所述激光光源设置于同一水平面。

3.根据权利要求1或2所述的幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置，其特征在于，所述四象限激光探测器与反光板的垂直距离为8～12cm。

4.根据权利要求1所述的幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置，其特征在于，所述激光光源与反光板的垂直距离为8～12cm。

5.根据权利要求1所述的幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置，其特征在于，所述激光光源发射的激光光线与反光板法线之间夹角为8～12°。

6.一种利用权利要求1～5中任一项所述的幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置测定地震模拟系统振动性能参数的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)开启三个激光光源和三个四象限激光探测器，激光光源向反光板投射激光光束，经过反光板将激光光束反射至四象限激光探测器，反射光线在四象限激光探测器上形成光斑；

b)通过微控制器开启马达控制器，控制马达使振动台产生振动，所述振动台的振动频率为0.1～10Hz，振动台通过连杆带动固定基座振动，带动固定基座上的反光板振动；反光板在振动中沿X轴、Y轴、Z轴方向分别产生位移D；振动中，光斑在四象限激光探测器上产生的位移为S，S＝2D；光斑相对于四象限激光探测器中心在X轴和Y轴方向的偏移量ΔX和ΔY；光斑在四象限激光探测器的四象限a，b，c，d上分别产生光电流I₁，I₂，I₃，I₄；所述光电流I₁，I₂，I₃，I₄经电流电压转换模块转换，得到电压信号V₁，V₂，V₃，V₄；

c)得到的电压信号V₁，V₂，V₃，V₄在运算模块中经电路运算得到X轴和Y轴方向的电压差V_x和V_y，表达式如下：

V_x＝(V₁+V₄)-(V₂+V₃)

V_y＝(V₁+V₂)-(V₃+V₄)

得到的电压信号V₁，V₂，V₃，V₄在运算模块中经电路运算得到四象限电压信号总和：V₁+V₂+V₃+V₄；

经运算，得到：通过电压差V_x表示光斑相对于四象限激光探测器中心在X轴方向的偏移量ΔX，运算公式为：

通过电压差V_y表示光斑相对于四象限激光探测器中心在Y轴方向的偏移量ΔY，运算公式为：

d)将得到的电压差信号在模拟数字转换器中转换得到数字信号；

e)将得到的数字信号输入微控制器，对数字信号进行采集记录分析，得到光斑在四象限激光探测器上产生的位移S的数值，根据公式S＝2D，得到反光板在振动中产生的位移D的数值，根据微控制器数据采集间隔时间Δt，从而得到振动台高频振动的速度以及加速度；

f)微控制器把测量到的位移、速度和加速度与设定值进行比较，通过控制马达控制器，驱动马达，带动振动台振动，重复步骤a)～e)，最终得到预期的振动台高频振动性能参数。

7.根据权利要求6所述测定地震模拟系统振动性能参数的方法，其特征在于，所述振动台的振动频率为8～10Hz。