地震觀測儀器維護(hù)

1、 垂直擺 水平擺 1、地震計(jì)基本原理、地震計(jì)基本原理 垂直擺水平擺 STS-2地震計(jì) STS-2地震計(jì) STS-2地震計(jì) 北京港震機(jī)電技術(shù)有限公司 采用經(jīng)典的力平衡負(fù)反饋技術(shù)，傳遞函數(shù)穩(wěn)定 北京港震機(jī)電技術(shù)有限公司 北京港震機(jī)電技術(shù)有限公司 ADuC812單片機(jī) 擺體零位檢測 與控制系統(tǒng) （僅在上電后和遠(yuǎn)程 激活時(shí)短時(shí)間工作） 10K 擺體零位 電壓 控制調(diào)零 馬達(dá) 擺體零位 電壓輸出 實(shí)現(xiàn)了簡單安裝，無需用戶干預(yù)即可精確調(diào)零。 水平調(diào)整水平調(diào)整 輸出插座輸出插座 水平泡水平泡水平泡水平泡 鎖擺螺釘鎖擺螺釘 垂直方向?yàn)殒i定狀態(tài) 方位基準(zhǔn)方位基準(zhǔn) 方位基準(zhǔn)方位基準(zhǔn) 鎖擺螺釘鎖擺螺釘 數(shù)據(jù)采集、記

2、錄、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)三大功能 EDAS - 24IP典型應(yīng)用 流動(dòng)地震觀測 n利用Linux的文件系統(tǒng)，支持大容量存貯 一般臺(tái)站觀測 n遠(yuǎn)程管理 n實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸/遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問 n顯示燈顯示燈 n存儲(chǔ)介質(zhì)及電池盒存儲(chǔ)介質(zhì)及電池盒 n電源顯示燈電源顯示燈 n外接電源插座外接電源插座 nCOM1超級(jí)終端串口超級(jí)終端串口 nCOM2數(shù)據(jù)串口數(shù)據(jù)串口 n地震計(jì)插座地震計(jì)插座A （3通道）通道） n地震計(jì)插座地震計(jì)插座B （6通道）通道） nGPS天線插座天線插座 nLAN插座插座 1 顯示燈 2 電池盒 3 電源燈 7 地震計(jì)A 8 地震計(jì)B 9 GPS 4 電源插座 5 超級(jí)終端 6 數(shù)據(jù)串口 10 網(wǎng)口 主

3、電路板主電路板 GPS 主電路板 DSP電路板 地震計(jì)接口板 B通道AD擴(kuò)展板 A通道AD擴(kuò)展板 電源控制板 v輸入放大器直接連接到地震計(jì)的信號(hào)輸出 v差分平衡輸入：提高抗共模干擾能力 v低噪聲 v轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)變化范圍，適合ADC輸入 v多量程切換，使數(shù)據(jù)采集器有能力適合不 同地震計(jì)的信號(hào)輸出幅度范圍 （量程選擇 5V /10V/20V ） 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換（ ADC ） 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換（ DAC ） DAC ADC 采樣率選擇： 采樣定理：一個(gè)數(shù)字信號(hào) 序列能夠表示的最大信號(hào) 頻帶寬度為該數(shù)字信號(hào)序 列采樣率的一半。 主要由地震計(jì)的輸出頻帶決定， 理論上越高越能反映真實(shí)值， 實(shí)際上受傳輸速率及存儲(chǔ)

4、容量 約束。 地震計(jì) 頻帶 采樣率 FBS-3 20s-20Hz 50Hz BBVS 40s-40Hz 100Hz 將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼。常見的ADC有8位、12位、16位、24 位，它們具有不同的性能，位數(shù)越高越好。 北京港震機(jī)電技術(shù)有限公司 地震數(shù)據(jù)采集器 AD采樣濾波 DSP信號(hào)處理 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸出 地震數(shù)據(jù)服務(wù)器 1 嵌入式Linux操作系統(tǒng) Redboot、內(nèi)核、 BusyBox常用命令 Tinylogin用戶管理、 agetty控制臺(tái)、 其他定制的Linux命令域應(yīng)用程序 2 wu-ftpd提供文件傳輸服務(wù) 3 telnetd提供網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程服務(wù)； 4 apache提供WWW網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及

5、文 件下載 5 地震數(shù)據(jù)服務(wù)、記錄程序； 6 客戶數(shù)據(jù)服務(wù)網(wǎng)站。 命令轉(zhuǎn)發(fā) 采樣率變換與數(shù)字濾波器 DF6 2 DF5 10 DF4 10 DF3 10 DF2 16 DF1 8 DF5 2 DF4 10 DF3 10 DF2 16 DF1 8 DF5 2 DF4 5 DF3 10 DF2 16 DF1 8 DF5 2 DF4 2 DF3 10 DF2 16 DF1 8 DF4 2 DF3 10 DF2 16 DF1 8 DF4 2 DF3 5 DF2 16 DF1 8 DF4 2 DF3 2 DF2 16 DF1 8 輸入 采樣率 輸出 采樣率 256K 256K 256K 256K 256

6、K 256K 256K 500Hz 200Hz 100Hz 50Hz 20Hz 10Hz 1Hz 數(shù)字信號(hào)序列能夠表示的最大信號(hào)頻帶寬度為該數(shù)字信號(hào)序列采樣率的一半 在采樣率變換之前需要用數(shù)字濾波器濾除多余頻帶的信號(hào)，以滿足新采樣率 對(duì)信號(hào)頻帶的要求 FIRFIR數(shù)字濾波器數(shù)字濾波器 通帶波動(dòng)0.08dB 阻帶衰減 A通道所需的數(shù)據(jù)傳輸速率 + B通道所需的數(shù)據(jù)傳輸速率； 其中 A通道所需的數(shù)據(jù)傳輸速率 = SRA * 90 + 180； B通道所需的數(shù)據(jù)傳輸速率 = SRB * 90 + 180； A通道采樣率(Hz) B通道采樣率(Hz)可用的最小波特率(BPS) 10,20,50 480

7、0 100 9600 200 19200 500 57600 504800 5010,20,509600 10010,20,50,10019200 20010,20,50,100, 20038400 500200,500115200 1 電源指示燈 2 GPS工作狀態(tài)燈 3 硬盤工作狀態(tài)燈 4 網(wǎng)絡(luò)端口工作指示燈 1 電源指示燈 WWW網(wǎng)頁訪問 1、基于Web的Java小程序設(shè)計(jì)； 2、使用數(shù)據(jù)服務(wù)程序提供的服務(wù)實(shí) 現(xiàn)同處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集器的交 互活動(dòng)； 3、使用WWW服務(wù)器提供的功能實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)下載，操作簡單； Count nV V 9 23 10 6 . 12 ）量程（ 轉(zhuǎn)換因子 Count

8、 nV V 9 23 10 6 . 12 10 1907 ）（ EDAS-24IP 10V量程 1589nV/count=10 (V)/6291455(count) 20V量程 3179nV/count 5V量程 794nV/count EDAS-24L )()()()( )()()( )()()( . . txMtSztzRtzM tzRtSztyM txtytz M S M R ss s M X Z sH MXsSZsRZMZs 2 2 22 1 )( M為質(zhì)量體 S為懸掛彈簧 R為阻尼 z(t)為輸出，表示M相對(duì) 于地面的運(yùn)動(dòng) 三、傳遞函數(shù)三、傳遞函數(shù) bass ks M S M R s

9、s s M sH 2 2 2 2 1 )( )()(tx dt d txv)()(ssXsX v )( 1 )()()()(sX s sHsXsHsZ v bass ks sH s sH v 2 )( 1 )( )()( 2 2 tx dt d txa)()( 2 sXssX a )( 1 )()()()( 2 sX s sHsXsHsZ a bass k sH s sH a 22 )( 1 )( bsas ks sH d 2 2 )( bsas ks sHv 2 )( bsas k sH a 2 )( 位移速度加速度 )()(tz dt d tzv )()(tx dt d txv )()(s

10、sXsX v )()(ssZsZv輸出為： 輸入為： bass ks ssX ssZ sX sZ sH v v 2 2 )( )( )( )( )( 傳遞函數(shù)為： 2 00 2 2 2 2 2 )( sDs ks bass ks sH b 0 b a D 2 阻尼： 自由振蕩角頻率： b T 2 0 自由振蕩周期： )()()(1 )()( )( f21 21 sHsHsH sHsH sH 機(jī)械擺 Ha(s) 電磁力轉(zhuǎn)換 G(牛頓/安培) 換能器 Hv2v(s) 地面運(yùn)動(dòng) 加速度輸入 寬帶速度 信號(hào)輸出 +- + R C bass k sH a 2 )( sksH vvv )( 2 機(jī)械擺：

11、動(dòng)圈換能器： 反饋電流： 反饋電流產(chǎn)生的加速度（M為擺體質(zhì)量）： 1 )(sC R sVout M G sC R sVout 1 )( M G sC R sH f 1 )( )()()(1 )()( )( 2 2 sHsHsH sHsH sH fvva vva b MR G kkas M GC kks skk vv v )()1 ( 2 系統(tǒng)傳遞函數(shù)： 反饋后自振周期： 阻尼調(diào)整電阻：R b M GC kk T v 1 2 0 b MR G kkas M GC kks skk sH vv v vf )()1 ( )( 2 2 b 2 反饋前自振周期： 機(jī)械擺 Ha(s) 電磁力轉(zhuǎn)換 G(牛頓/

12、安培) 換能器 Hd2v(s) 地面運(yùn)動(dòng) 加速度輸入 寬帶速度 信號(hào)輸出 +- + 積分 Hi(s) R C Ri 擺體中心位置指示信號(hào)輸出 11 )( i out sR sC R sV bass k sH a 2 )( dvd ksH)( 2 s sH i 1 )( 機(jī)械擺： 位移換能器： 積分器： 反饋電流： 反饋電流產(chǎn)生的加速度（M為擺體質(zhì)量）： M G sR sC R sV i out 11 )( M G sR sC R sH i f 11 )( )()()(1 )()( )( 2 2 sHsHsH sHsH sH fvda vda ) 11 ()( 223 CR s RC sbsass GCkk M s GC M id 系統(tǒng)傳遞函數(shù)： CR s RC s s GC M sH i 11 )( 2 轉(zhuǎn)換為相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)速度的傳遞函數(shù)： CR s RC s s GC M sH i vf 11 )( 2 2 反饋后自振周期： 阻尼調(diào)整電阻：R CRT i 2 0 機(jī)械擺 Ha(s) 電磁力轉(zhuǎn)換 G(牛頓/安培) 換能器 Hd2v(s) 地面運(yùn)動(dòng) 加速度輸入 加速度 信號(hào)輸出 +- + R C bass k