为了测试水弹性模型实验的泄流振动位移响应,先后采用以下三种方法进行对比测试。
(1)采用天津大学研制的JDC-V型高精度电容式测振仪进行测试,如图11.2、图11.3所示。该测振仪为非接触式的,静态位移测量范围为0~100μm,分辨率为0.01μm,非线性误差小于0.5%;动态位移测量范围为0~100μm,分辨率为0.01μm,非线性误差小于0.5%,振动响应频率范围为0.001 Hz~2k Hz。
(2)采用丹麦B&K8306高灵敏度加速度传感器、B&K2635电荷放大器进行测试,将加速度信号经积分获得动位移信号。
(3)采用清华大学研制的高精度DP型地震式低频振动传感器(DPS-0.35-5-H、DPS-0.35-15-V)进行测试,如图11.3所示。
采用JDC-V型高精度电容式测振仪测量动位移虽然低频响应好、精度高,但需要有固定不动参照点,参照点需要隔振,测试难度大。采用加速度传感器通过积分求动位移,虽然测试简单,但低频响应不好(1Hz以下偏离较大)。采用DP型地震式低频振动传感器具有抗震、耐冲击、高稳定度和相对良好的低频输出特征(0.35 Hz以上的动态信号的频响特征较好),如图11.4所示;又能测量微米级的绝对振动位移,灵敏度达15m V/μm,在国内同类产品中的灵敏度是比较高的。由于水弹性模型泄流振动响应量级较小,其均方根值一般为0.3~1.0μm,而大地脉动的均方根值为0.2~0.4μm,如果不进行有效消噪,消除大地脉动的影响,信号容易被噪声掩盖。考虑到0.3 Hz以下信号频率很低,换算到原型接近静态信号,在测试信号处理时进行滤波处理。经过滤波处理和消除大地脉动的影响的测试结果与原型观测结果吻合较好。
图11.1 几个典型的高拱坝水弹性模型(www.xing528.com)
图11.2 电容传感器
图11.3 DP传感器及电容传感器
图11.4 DP型地震式低频振动传感器的幅频、相频特性曲线
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