一种地震检波器精密测量系统和方法

摘要

本发明提供一种地震检波器精密测量系统及其使用方法，属于振动检测领域。本发明包括包括控制装置、振动台驱动装置、振动台、测振仪和信号处理装置，控制装置发出信号给振动台驱动装置，由振动台驱动装置驱动振动台，振动台的振动被测振仪测得并经过处理然后通过信号处理装置传送给控制装置，同时被测检波器测得的信号也通过信号处理装置传送给控制装置。利用本发明可以对地震检波器进行微振动和大动态范围测量，完成地震检波器的大动态范围和小信号精密振动特性测试。为野外用地震检波器的生产和维修提供合适的手段。

主权项

一种地震检波器精密测量系统的测量方法，其特征在于，所述地震检波器精密测量系统包括控制装置、振动台驱动装置、振动台、测振仪和信号处理装置；被测检波器安装在所述振动台上；所述振动台包括弱信号振动台和强信号振动台；所述弱信号振动台配合的所述振动台驱动装置为高精度数模转换器；且弱信号振动台的测量范围为10ug‑100mg；所述强信号振动台配合的所述振动台驱动装置包括高精度数模转换器和与之连接的功率放大器，功率放大器再与振动台连接；且所述强信号振动台的测量范围为10mg‑10g；所述控制装置为计算机及输入输出接口；所述控制装置通过电路与振动台驱动装置连接，振动台驱动装置通过电路再与振动台连接，被测检波器通过信号处理装置与控制装置连接；所述测振仪为激光测振仪；所述测振仪的测振头安装在云台上，测振头测得的振动信号经过测振仪的处理后通过信号处理装置输入控制装置；所述信号处理装置为高精度模数转换器；所述高精度数模转换器采用24位数模转换器；所述高精度模数转换器采用24位模数转换器；控制装置发出信号给振动台驱动装置，由振动台驱动装置驱动振动台，振动台的振动被测振仪测得并经过处理然后通过信号处理装置传送给控制装置，同时被测检波器测得的信号也通过信号处理装置传送给控制装置；所述方法包括：步骤(一)，测量振动台的固有频率f_n，包括以下步骤：(1)将被测检波器安装在弱信号振动台上，安装好激光测振仪；(2)设置扫频参数，包括起始频率、终止频率和扫频间隔；设置扫频延迟系数、信号输出电平和扫频控制方式；(3)发送频率，F＝起始频率；(4)延时；(5)同时采集振动台信号与高精度数模转换器的输出信号；(6)数字相关滤波计算得到频响函数；(7)判断是否满足扫频控制方式，如果满足，则转入步骤(8)，如果不满足，转入步骤(10)；(8)判断频率是否小于终止频率，如果不小于终止频率，则转入步骤(9)，如果小于终止频率，则转入步骤(12)；(9)参数计算；计算出振动台固有频率f_n，转入步骤(14)；(10)计算合适输出电平；转入步骤(11)；(11)重新发送信号；转入步骤(4)；(12)设置频率＝当前频率+频率间隔；转入步骤(13)；(13)重新发送信号；转入步骤(4)；(14)结束；步骤(二)，测量微弱振动信号，其具体步骤如下：①.将被测检波器安装在弱信号振动台上，安装好激光测振仪；②.设置高精度数模转换器发送正弦信号频率f_n，该频率为步骤(一)得到的固有频率f_n；③.设置高精度数模转换器输出电平，使得在该输出电平时，振动台振动加速度不大于0.01mg；④.设置采样频率f_s，f_s=m·f_n,这里m为大于2的整数，获得频域最高的幅值分析精度；⑤.设置高精度模数转换器的量程为最小的档位量程；⑥.同时采集激光测振仪输出信号和检波器输出信号；⑦.对上述两路信号作FFT分析，并做平均处理以进一步提高信噪比，得到频率f_n处测振仪测量的幅值和检波器测量的幅值；步骤(三)，测量强振动信号，其具体步骤如下：①.将被测检波器安装在强信号振动台上，安装好激光测振仪；②.设置高精度数模转换器发送正弦信号频率为f_n，该频率为步骤(一)得到的固有频率f_n；③.设置高精度数模转换器输出电平，使得在该输出电平时，振动台以较大振动加速度振动，振动加速度为10g；④.设置采样频率f_s，f_s=m·f_n,这里m为大于2的整数，这样满足整周期采集，可以获得频域最高的幅值分析精度；⑤.设置高精度模数转换器的量程为最大的档位量程；⑥.同时采集激光测振仪输出信号和被测检波器输出信号；⑦.对上述两路信号作FFT(离散傅里叶变换)分析，并做平均处理以进一步提高信噪比，得到频率f_n处激光测振仪测量的幅值和检波器测量的幅值。