强震动观测仪器面临的机遇和挑战

于海英; 周宝峰; 王家行; 马新生; 张同宇; 徐旋; 胡振荣

doi:10.11899/zzfy20170107

强震动观测仪器面临的机遇和挑战

doi: 10.11899/zzfy20170107

于海英^{1, 2,},
周宝峰^{1, 2, ,},
王家行^{1, 2},
马新生^{1, 2},
张同宇^{1, 2},
徐旋^{1, 2},
胡振荣^{1, 2}

1.
中国地震局工程力学研究所, 哈尔滨 150080
2.
中国地震局地震工程与工程振动重点实验室, 哈尔滨 150080

基金项目:

中央级公益性研究所所长基金项目 2014B02

国家科技支撑计划项目 2014BAK03B01-06

黑龙江省自然科学基金面上项目 E2015069

黑龙江省自然科学基金面上项目 E2015070

国家自然科学基金项目 51308517

国家自然科学基金项目 41174161

详细信息

作者简介:
于海英, 男, 生于1962年。研究员。主要从事强震动观测与数据处理技术等方面研究。E-mail:haiyingyu@126.com

通讯作者:
周宝峰, 男, 生于1978年。博士, 副研究员。主要从事强震数据处理与地震动特性等方面研究。E-mail:zbf166@126.com

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出版历程
- 收稿日期: 2016-08-08
- 刊出日期: 2017-03-01

Opportunities and Challenges of Strong Motion Observation Instruments

Yu Haiying^{1, 2
,},
Zhou Baofeng^{1, 2
, ,},
Wang Jiahang^{1, 2},
Ma Xinsheng^{1, 2},
Zhang Tongyu^{1, 2},
Xu Xuan^{1, 2},
Hu Zhenrong^{1, 2}

1.
Institute of Engineering Mechanics, China Earthquake Administration, Harbin 150080, China
2.
Key Laboratory of Earthquake Engineering and Engineering Vibration, China Earthquake Administration, Harbin 150080, China

摘要

摘要: 本文介绍了国内外强震仪、力平衡加速度计、烈度计、MEMS加速度仪等强震动观测仪器的发展历史与现状，概述了强震动记录中典型异常波形产生的原因和力平衡加速度计的仪器响应误差及校正，建议了解决强震仪器缺陷的措施，分析了强震仪在强震动观测发展中面临的机遇和挑战。研究结果如下：① 进行强震动记录异常波形的研究是有针对性改进现有强震仪存在问题的很好途径；② 早期数字强震仪（力平衡加速度计频带范围0至30Hz）获取的强震动记录应进行仪器校正；③ 应跟踪强震动观测新方法和相关领域新技术，发展MEMS加速度仪和光纤加速度仪等新型仪器。
- 强震仪 /
- 力平衡加速度计 /
- 烈度计 /
- MEMS加速度仪 /
- 强震动记录异常波形 /
- 仪器响应误差
Abstract: The development history of strong motion instruments, force-balance accelerometers, seismic intensity meter and MEMS accelerometers is described, and typical abnormal waveforms in strong motion records and instrument response errors correction for force-balance accelerometers are analyzed in brief, then challenges and opportunities of strong motion instruments are studied. The measures to solve the defects of strong motion instruments are suggested. The results are showed as following: (1) it is a good way to promote the development of strong motion instruments by studying abnormal waveforms in strong motion records; (2) for force-balance accelerometers with the band range from 0 to 30Hz, strong motion records obtained by early digital strong motion instruments should be corrected by instrument response; (3) new methods and technology in strong motion observation should be tracked, and new instruments (MEMS accelerometers and Opticalfibre accelerometers) should be developed to meet the demands of our country.
- Strong motion instruments /
- Force-balance accelerometers /
- Seismic intensity meter /
- MEMS accelerometers /
- Strong motion records abnormal waveforms /
- Instrument response errors

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图 1 第一台强震仪内部结构图（Trifunac，2009）

Figure 1. The internal structure of the first strong motion accelerograph (Trifunac, 2009)

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图 2 记录首部尖刺问题

Figure 2. The spike at the beginning of the record

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图 3 记录尾部尖刺问题

Figure 3. The spike at the end of the record

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图 4 具有等间距的毛刺现象

Figure 4. The spike with same intervals

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图 5 非对称波形现象

Figure 5. Asymmetric waveform phenomena

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图 6 加速度基线漂移严重现象

Figure 6. The obvious baseline drift in the acceleration time history

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图 7 波形镜像重复现象

Figure 7. The waveform duplication

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