差容式地震计机械摆、测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术公开了差容式地震计机械摆、测试系统及测试方法，包括：底座，底座与摆动支架的第一端连接，所述摆动支架的第一侧面安装有质量块，所述摆动支架的第二端安装有电容板和线圈，其中电容板安装在摆动支架的第一侧面，所述线圈安装在摆动支架的第二侧面；所述电容板还通过尼龙柱与磁钢连接，所述磁钢安装在磁钢座上，所述线圈可在磁钢内运动，所述磁钢座底部与十字簧片连接；所述十字簧片安装在底座上，所述底座与磁钢座之间还通过支撑簧片连接。采用有限元分析软件ANSYS及其拓扑优化模块，在保证结构稳定性、刚度的条件下，对机械摆十字簧片结构优化；通过实验测试系统对优化前后机械摆固有频率测量，验证优化后机械摆固有频率降低。

【技术实现步骤摘要】
差容式地震计机械摆、测试系统及测试方法
本申请涉及地震计机械摆
，特别是涉及差容式地震计机械摆、测试系统及测试方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提到了与本申请相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。严重的地震灾害使我们深刻反思，防震减灾成为影响国计民生的重大战略任务。地震计在防震减灾的过程中起到了重要作用，其性能的好坏会影响监测结果的可靠性。差容式地震计发展方向是具有更宽的频带范围。机械摆固有频率降低，能够使有效频带范围低频段降低，地震计可以获取更多的微弱振动信号。因此，如何优化机械摆使整体固有频率降低就显得尤为重要。王余伟等通过调整悬挂簧片的宽度和厚度降低固有频率，扩大地震计的频带范围。马洁美等基于斜对称轴的设计原理,提出了一种采用差分电容式位移换能器的地震计结构。DapengY等在地震计中通过减小簧片厚度和增大簧片数量增大了结构的二阶固有频率，扩展了频带。ChenJ等提出一种基于迈克尔逊干涉测量的三分量检波器可以有效拓宽频带。有限元法被广泛应用于优化设计中以分析部件受力和固有频率变化。ChenDingyue等提出用有限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.差容式地震计机械摆，其特征是，包括：/n底座，所述底座与摆动支架的第一端连接，所述摆动支架的第一侧面安装有质量块，所述摆动支架的第二端安装有电容板和线圈，其中电容板安装在摆动支架的第一侧面，所述线圈安装在摆动支架的第二侧面；所述电容板还通过尼龙柱与磁钢连接，所述磁钢安装在磁钢座上，所述线圈可在磁钢内运动，所述磁钢座底部与十字簧片连接；所述十字簧片安装在底座上，所述底座与磁钢座之间还通过支撑簧片连接。/n

【技术特征摘要】
1.差容式地震计机械摆，其特征是，包括：
底座，所述底座与摆动支架的第一端连接，所述摆动支架的第一侧面安装有质量块，所述摆动支架的第二端安装有电容板和线圈，其中电容板安装在摆动支架的第一侧面，所述线圈安装在摆动支架的第二侧面；所述电容板还通过尼龙柱与磁钢连接，所述磁钢安装在磁钢座上，所述线圈可在磁钢内运动，所述磁钢座底部与十字簧片连接；所述十字簧片安装在底座上，所述底座与磁钢座之间还通过支撑簧片连接。


2.如权利要求1所述的差容式地震计机械摆，其特征是，差容式地震计机械摆的工作原理，包括：磁钢座固定安装，当震动发生时，质量块由于惯性带动摆动支架上的中间电容板产生运动，三块平行电容板组成电容器把被测的震动信号转换为电容器的电容变化，通过解调电路转换为易于测量的电压信号，同时线圈在磁钢中发生运动为电路提供了反馈。


3.如权利要求1所述的差容式地震计机械摆的仿真分析方法，其特征是，包括：
在solidworks上进行实体模型的建立，将建立的差容式地震计机械摆模型导入到workbench中；
根据自定义网格划分方式，对差容式地震计机械摆模型质量块、支撑簧片、摆动支架、十字簧片进行网格划分；对差容式地震计机械摆模型质量块、支撑簧片、摆动支架、十字簧片进行材料设置；
对差容式地震计机械摆模型进行简化；
对差容式地震计机械摆模型施加惯性载荷；
对支撑簧片与十字簧片的一端施加固定约束；
对差容式地震计机械摆模型所受的应力进行分析，得到要保证十字簧片最大受力点应力值小于材料屈服强度；
对差容式地震计机械摆模型的簧片的长度、宽度进行改变，得到对应的机械摆固有频率值；进而获得簧片尺寸对机械摆频率的影响规律，为地震计机械摆的结构优化提供依据；
对差容式地震计机械摆模型进行优化设计：采用ANSYS对机械摆进行有限元分析，根据拓扑分析结果对十字簧片结构优化；

【专利技术属性】
技术研发人员：邱忠超，滕云田，王晓美，吴琼，李彩华，胡星星，吴燕雄，
申请(专利权)人：中国地震局地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11