[发明专利]一种地震转动加速度计

说明书

技术领域

本发明涉及一种加速度计，特别是涉及一种用于强地震观测的基于轮辐式质量弹簧装置的双差容式地震转动加速度计。

背景技术

目前，公知的强震观测使用的是三分向加速度计，获得的加速度往往被认为是东西、南北和铅垂向三个平动的振动，实际上地震时刚体在一点的完整运动特性还包括转动，需要测量6个自由度震动，即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，例如在细长高耸的建筑(如烟筒、方尖碑、雕像等)中出现了较多转动破坏。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，扭转分量和摇摆分量对结构反应的贡献非常大，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。目前国内外尚无地震转动加速度计的产品，而用于航天的惯导六自由度测量系统，测得的转动量为角速度，直接用于地震转动加速度测量还存在很多技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构紧凑、设计合理，可靠性高，监测精度好的可测量地震转动加速度的地震转动加速度计。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括外壳、底板，所述的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、电路板，所述的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，所述的质量环与内环通过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，所述的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，所述的两组动圈式阻尼器分别包括动圈、轭铁、极靴、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，所述的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，所述的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。

本发明的优点是：

1、结构紧凑、设计合理，在一个壳体内实现了基于轮辐式质量弹簧式双摆电容换能的功能；

2、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；

3、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。

附图说明

图1是本发明的结构原理图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的电器原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。