[实用新型]地震转动速度的测量设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及速度计领域，尤其涉及一种地震转动速度的测量设备。

背景技术

通常强震观测使用的是三分向平动加速度计，实际上地震时刚体在一点的完整运动特性是六自由度震动，即包括三个平动和三个转动，尤其是近场地震动，转动分量更加明显。

目前在多次大地震中均发现转动破坏的现象。大量研究也发现在结构地震反应中，转动分量在结构构件中可以产生很大的剪力和弯矩，然而由于缺乏转动分量记录等原因，许多国家在结构的抗震设计中都未考虑转动作用。

为解决上述问题，申请在先申请了名称为“一种地震转动加速度计”，申请号为“CN201320066963.2”的实用新型专利，在该实用新型专利中，地震转动加速度计包括密封外壳、底板，密封外壳内部设有轮辐式质量弹簧装置、两组对称反向安装的摆式差动电容换能器、两组动圈式阻尼器和电路板；

轮辐式质量弹簧装置包括中轴、质量分布均匀的质量环、内环，位于两组摆式差动电容换能器中间，通过中轴下端与底板相连，通过质量环与两个摆座连接，质量环与内环通过2-8个参数相同、对称安装的弹簧片连接,内环固定安装在中轴上端；

两组摆式差动电容换能器分别包括外动极板、内动极板和固定极板，外动极板、内动极板与摆架一端连接，摆架的另一端与摆座相连；

两组动圈式阻尼器分别包括动圈、轭铁、磁钢、定位套和磁路后盖，通过轭铁下端按对称反向安装在磁路座上，磁路座固定在底板上，轭铁的前端通过套管与摆式差动电容换能器的固定极板相连，动圈上端分别与外动极板、内动极板、摆架相连，下部伸入到由圆柱形极靴的外侧和轭铁上部内侧形成的磁缝隙中，电路板包括两个电容电压变换电路、两个调理电路、合成电路、两个阻尼调节电路；

每组摆式差动电容换能器的外动极板、内动极板和固定极板分别与一个电容电压变换电路输入端连接，电容电压变换电路的输出端接调理电路的输入端，两个调理电路的输出端连接合成电路，合成电路用于把平动分量消除，把转动分量合成后输出与地震转动加速度成正比的电压信号，每组动圈式阻尼器中的动圈对应一个阻尼调节电路，并相互连接，提供加速度计所需要的阻尼比。

在该技术方案中，利用电容电压变换电路、调理电路、合成电路消除了地震平动加速度，实现了地震转动加速度的测量，监测精度高，可靠性好；适用范围广，可广泛用于地震转动加速度的观测和土木工程结构的转动测量。

但是，上述地震转动加速度计存在电路复杂，调整较困难等缺点，目前国内外尚无地震转动速度的测量设备的产品。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、设计合理、电路简单和可测量地震转动速度的地震转动速度计。

本实用新型提供一种地震转动速度的测量设备，包括：

底板，所述底板安装固定在观测点；

轮辐式质量弹簧装置，所述轮辐式质量弹簧装置包括中轴、质量分布均匀的质量环、多个弹簧片以及内环；所述中轴的底端与底板连接，所述内环安装在中轴的顶端，所述质量环通过多个参数相同、对称安装的弹簧片与内环连接；

两个摆式无源伺服动圈换能器，所述摆式无源伺服动圈换能器包括摆架、动圈组件以及磁路系统；两摆架的一端对称安装在质量环的两侧，所述动圈组件安装在摆架的另一端；所述磁路系统上设有磁缝隙，所述动圈组件包括工作线圈，所述工作线圈伸入磁缝隙中且可在磁缝隙中运动；

电路板，所述电路板包括两个无源伺服动圈换能电路、两个角速度调理电路以及合成电路；每个摆式无源伺服动圈换能器分别与一个无源伺服动圈换能电路输入端连接，所述无源伺服动圈换能电路的输出端与所述角速度调理电路的输入端电连接，两个角速度调理电路的输出端连接合成电路；所述合成电路用于消除非转动分量，合成转动分量，输出与地震转动速度成正比的电压信号；

所述无源伺服动圈换能电路包括工作线圈的等效内阻以及阻尼调节电阻；所述工作线圈的一端通过等效电阻后与阻尼调节电阻的上端相连，所述工作线圈的另一端与阻尼调节电阻的下端相连。

进一步地，所述磁路系统包括磁路座、轭铁以及衔铁；所述磁路座安装在底板上，所述轭铁下端按对称反向安装在磁路座上，所述轭铁上端设有安装腔；所述衔铁安装固定在安装腔内，所述衔铁的外侧和安装腔内侧形成磁缝隙。

进一步地，所述磁路系统还包括磁钢、定位套和磁路后盖；所述的定位套套接在轭铁内部，所述轭铁后端设有磁路后盖，定位套内部、极靴后端套接有磁钢。