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加速度计弱震环境下测试

      弱运动结构分析是评价建筑物健康状况和震害的重要手段。结构监测系统应该足够灵敏,可以检测建筑物的自然共振频率,而不必等待地震事件或施加外部力,从而可以进行日常监测。这些频率的突然变化是潜在的危险信号,警告可能的存在结构故障。为了在这种情况下比较这三个系统的性能,我们进行了一个非常简单的测试:我们将加速度计安装在建筑物的一楼,进行了 1 小时或更长时间的连续记录,然后计算信号频谱。 由于该建筑物的位置距主要国道约 50 米,因此我们预计交通将对建筑物产生激励作用。 在以下图表中,Triton-3XFB 将被标记为“ LK_EB049”,Triton-3XLTME90 将被标记 为“ LK_PT52”,而 Sentinel 将被标记为“ LK_SNT0”。 测试了两种不同的情况: 一个“繁忙交通”的 1 小时的记录(图 1),记录一个“没有交通” 的 2 小时的录音(图 2)。

图1: 在高环境噪声“交通繁忙”情况下的建筑物振动频谱


“交通繁忙”的情况下,FB加速度计(LK_EB049)可以清晰地检测到自然谐振频率,LTM90(LK_PT52)可以发挥作用,但本底噪声仅比振幅峰值低几dB,而经济高效的80dB MEMS SENTINEL(LK_SNT0)的频谱显示不可靠(幅度峰值太接近本底噪声)。

图2:在低环境噪声“无交通”情况下振动频谱


在低噪声情况下,力平衡加速度计是唯一可以提供可靠数据的加速度计,因为MEMS频谱看起来很平坦。 的确,FB加速度计是如此灵敏,以至于它可以检测到来自附近海域的微地震活动(请参见LK_EB049的噪声峰值低于1Hz)。

结论:在进行弱运动分析的情况下,尤其是在非常安静的地方,力平衡加速度计不能用MEMS加速度计代替。


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