低頻標準振動臺系統(tǒng)和振動校準技術(shù)研究

匙慶磊

（中國地震局工程力學研究所，哈爾濱150080）

度異常區(qū)的出現(xiàn)，是基巖地形與土體共同作用的結(jié)果。其中，玉田地區(qū)基巖地形的凹凸變化，在加強玉田縣城以北區(qū)域地震動強度的同時，也降低了玉田縣城內(nèi)大部分地區(qū)的地震動強度，從而使縣城內(nèi)大部分地區(qū)的地震動強度相對更低；玉田地區(qū)深厚覆蓋層的存在，導致土體的卓越頻率主要位于較低頻段，這與唐山地震時區(qū)內(nèi)建（構(gòu)）物自振頻率較高的特點正好相反，避免了共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，降低了玉田地區(qū)建（構(gòu)）物的破壞程度。基巖地形和土體的共同作用，使玉田城區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域的震害程度相對更低，從而形成了典型的低烈度異常區(qū)。

關鍵詞唐山地震；玉田；震害異常；譜元法；場地條件；異常機理

中圖分類號：P315.9；

文獻標識碼：A；

doi：10.3969/j.issn.0235-4975.2015.04.010

（作者電子信箱，李孝波：xiaoboliiem@sina.cn）

低頻標準振動臺系統(tǒng)和振動校準技術(shù)研究

匙慶磊

（中國地震局工程力學研究所，哈爾濱150080）

校準是保證傳感器測量數(shù)據(jù)準確的前提。低頻振動傳感器在地震觀測、土木水利與建筑工程、機械與運載工程、能源與礦業(yè)工程等領域愈來愈獲得廣泛應用。這些傳感器都需要在低頻振動標準裝置上進行校準，而低頻標準振動臺是低頻振動標準裝置的關鍵設備，低頻標準振動臺的設計和制造技術(shù)通常決定了一個國家低頻振動校準的水平。振動臺在校準中用于產(chǎn)生標準振動信號，通常情況下是正弦信號，但校準激勵信號有從穩(wěn)態(tài)正弦信號向隨機信號發(fā)展的趨勢。目前，低頻振動傳感器的校準通常是在實驗室進行的，但是一些在線監(jiān)測系統(tǒng)對傳感器的現(xiàn)場校準提出了要求。

本文重點研究了以下3方面內(nèi)容：

（1）低頻標準振動臺的控制技術(shù)。建立了低頻標準振動臺的數(shù)學模型，并實際設計了一種便攜式的低頻標準振動臺，對設計的低頻振動臺進行了測試。測試結(jié)果表明，該振動臺加速度信號可以低至0.5Hz，速度信號可以低至0.1Hz，能夠滿足一般低頻振動傳感器的校準需要，可滿足省一級的計量機構(gòu)、振動傳感器生產(chǎn)商以及大量使用低頻振動傳感器單位的校準需求。

（2）對以地震波作為激勵信號的校準方法進行了研究。探索了在低頻標準振動臺上產(chǎn)生地震波的方法，在中國地震局工程力學研究所的低頻標準振動臺上實現(xiàn)了地震波復現(xiàn)，大部分情況下復現(xiàn)的地震波與原始地震波記錄的相關系數(shù)可以達到0.95以上。隨后以地震波作為校準激勵信號，對傳感器進行了校準，將校準結(jié)果與激光干涉法振動絕對校準方法的校準結(jié)果進行了比較，獲得了理想的結(jié)果。

（3）對振動傳感器的現(xiàn)場校準方法進行了探討。雖然以往自標定（校準）方法一直在使用，但并未對系統(tǒng)進行詳細的分析研究。本文針對4種類型的內(nèi)置校準線圈傳感器，分別利用自校準方法和激光干涉法振動絕對校準方法進行校準。2種校準方法的校準結(jié)果表明，低