[发明专利]一种甚宽频带地震计动态校准中振动台导轨不平顺的补偿方法

说明书

本发明公开了一种甚宽频带地震计动态校准中振动台导轨不平顺的补偿方法。本发明采用软件的方法补偿振动台导轨不平顺对地震计校准的影响，开发成本较低，且相对于提高硬件加工精度的方法更加容易实现，且对速度型地震计对导轨不平顺的补偿方法做出改进，实现甚宽频带地震计动态校准中振动台导轨不平顺的补偿；本发明还提供了一种基于幅相调整重构的积分方法，采用这种方法可以避免时域积分容易受噪声和直流分量的影响而引入的趋势项。

技术领域

本发明涉及一种甚宽频带地震计动态校准中振动台导轨不平顺的补偿方法。

背景技术

地震计是一种常见的测振传感器，其广泛运用于地震预测和地面脉动的测量等领域，对地球物理、天文物理等基础学科的发展都具有重要的实际意义。由于地震计是一个复杂的机电一体化系统，其中机械结构的零部件与控制电路的元器件在使用一段时间后，其性能可能会发生变化，所以，在使用地震计之前，需要对其特性进行校准。

甚宽频带地震计具有频率下限低、灵敏度高的特点，在对其进行超低频校准时，振动台气浮导轨的不平顺、弹性元件的非线性和漏磁等因素都会对其校准结果产生影响。对于基于惯性原理的加速度传感器，其灵敏度在低于固有频率的部分基本为一常数，故在补偿加速度传感器校准中的振动台导轨不平顺因素影响时，往往用较高频率校准得到的灵敏度平均值作为超低频补偿的参考灵敏度，但是对于速度型的地震计，其幅频特性只有在中间段频率部分是平坦的，在较高频率和较低频率均是下跌的，所以无法估计出一个较为准确的参考灵敏度，即一般的振动台导轨不平顺因素的补偿方法不适用于速度型超低频地震计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甚宽频带地震计动态校准中振动台导轨不平顺的补偿方法。

一种甚宽频带地震计动态校准中振动台导轨不平顺的补偿方法，包括以下步骤：

(1)测出振动台导轨不平顺的程度，采用滑台与水平面的倾斜角表示，并将倾斜角度与振动台位移建立对应关系θ(x)；

(2)安装好地震计，并启动振动台在指定频率和振幅下振动；

(3)测量振动台的位移信号x(t)和地震计的输出信号u_se(t)；

(4)将步骤(3)测得的位移信号x(t)代入到θ(x)中，得出对应的导轨倾角变化信号θ(t)；

(5)重力加速度在地震计灵敏轴方向上的分量为a_g(x)＝gsinθ(x)，由θ趋于无穷小，得到a_g(x)＝gsinθ(x)≈gθ(x)，将步骤(4)中得到的导轨倾角变化信号θ(t)代入，得到由于导轨不平顺引起的附加加速度信号a_g(t)；

(6)对步骤(5)得出的附加加速度信号a_g(t)进行积分得到相应的速度信号v_g(t)；

(7)将步骤(3)测出的振动台位移信号x(t)微分得到振动台主振动速度信号v(t)；

(8)将步骤(7)得出的振动台主振动速度信号v(t)和步骤(6)得出的附加速度信号v_g(t)相加得到地震计实际感受的速度信号v_re(t)＝v(t)+v_g(t)；

(9)将步骤(3)测出的地震计输出信号u_se(t)和步骤(8)得出的地震计实际感受的速度信号v_re(t)相除得到地震计在该频率点补偿后的灵敏度，