国家地震烈度速报与预警工程项目基准台专业地震观测设备测试大纲Word文档下载推荐.docx

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JJF1059—1999测量不确定度评定与表示

DB/T10－2001数字强震动加速度仪

DB/T21－2007地震观测仪器进网技术要求常用技术参数表述与测试方法

DB/T22－2007地震观测仪器进网技术要求地震仪

DB/T59-2015地震观测仪器进网技术要求烈度速报与预警观测仪器

IRIGStandard200—1998IRIGSerialTimeCodeFormats

4指标体系

在地震行业标准DB/T10－2001、DB/T22－2007和DB/T59-2015中对强震加速度计、地震计、数据采集器、地震烈度仪的主要技术指标及其基本测试方法进行了规定。

随着近几年地震观测技术的发展，特别是为满足地震预警系统建设和运维的需要，在原有地震仪、加速度仪和烈度速报与预警观测仪器、数据采集器标准的基础上，进一步提高了对设备参数标准化、授时与守时精度、数据延时等方面的细节要求，制定入网检测技术指标体系，作为入网检测的依据。

各类型地震计的低频截止频率（周期）及典型应用场合见表4.1。

表4.1地震计的低频截止频率及典型应用

地震计类型

低频截止

频率（Hz）

周期（s）

典型应用

备注

短周期地震计

1

地方及专用测震台网

0.5

2

2秒型短周期地震计

宽频带地震计

0.0167

60

区域测震台网

甚宽频带地震计

0.00833

120

国家测震台站

低噪声型甚宽频带地震计

超宽频带地震计

0.00278

360

数据采集器增加了用于国家测震台站的具有26位分辨力的新要求。

各类型地震计、数据采集器，以及强震加速度计和地震烈度仪的指标体系见附件1。

5地震计测试

5.1振动台测试

5.1.1测试设备、环境

主要测试设备为低频振动测试系统，包括垂直振动台、水平振动台、激光测振仪、数据采集及处理系统，主要技术要求参见表5.1.1。

其中激光测振仪用于精确测定振动台台面振动幅度。

用作地震计测试的振动测试系统应具有检定证书，并在检定有效期内。

若采用第三方数据采集设备来记录和测量被测地震计的输出信号，该数据采集设备应经过有资质的单位校准测试，或使用经过检定的较高准确度等级的仪器在实施振动台测试时首先进行校准测试，或者使用依据本测试大纲测试过的24位数据采集器。

表5.1.1低频振动测试系统技术要求

项目

技术指标

最小测试频带

0.1Hz～100Hz

有效载荷

>

12kg

最小台面尺寸

水平台250mm×

250mm

垂直台Φ250mm

台面横向振动比

<

3%

台面振动失真度

1%

台面漏磁通

3mT

台面振动噪声（有效值）

0.3mm/s2@1Hz～100Hz

台面振动幅度稳定度

0.5%

满载最大峰值加速度

2m/s2

满载最大峰值速度

0.1m/s

激光测振仪扩展测量不确定度

0.5%（扩展因子k=2）

用于定量给出台面振动幅度。

数据采集分辨力

数据采集最大允许误差

幅频特性起伏

采样率

0.01%FS

0.05%FS

0.05%

200sps、500sps

用于测量地震计的输出。

采用独立数据采集时，参照此要求。

若幅频特性起伏大，应在数据处理时进行校正。

测试环境的温度应控制在20℃～25℃范围内，测试过程中保持温度变化不超过1℃，记录测试开始时与结束时的环境温度。

若测试时使用空调，避免空调风吹向测试区域。

测试开始前应记录一段台面噪声数据，作为评价测试信噪比的依据。

记录台面噪声可以使用被测地震计，也可以使用标准地震计，具体操作参见附录A。

5.1.2测试项目及参数

振动台测试项目及测试参数选择见表5.1.2。

表5.1.2测试项目及测试参数

测试项目

测试参数

灵敏度

测试频点：

0.2Hz、1Hz、5Hz

测试信号幅度：

5mm/s

测试信号为正弦信号；

信号幅度指正弦信号峰值。

幅频特性

测试频点（Hz）：

0.1、0.2、0.4、0.5、0.63、0.8、1.0、2.0、5.0、10、20、25、31.5、40、50、63、80

2mm/s、5mm/s

斜体字为可选频点。

优选5mm/s测试幅度。

线性度

1Hz、5Hz

测试信号幅度（mm/s）：

0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10

小信号测试时，应保证测试信噪比大于30dB。

横向灵敏度

1Hz

测试时，地震计的敏感方向与振动台振动方向垂直。

测试地震计的幅频特性、线性度、横向灵敏度指标时，优先使用独立数据采集器记录测试数据，并在频域分析正弦信号幅度。

测试线性度和横向灵敏度时，数据采集器的采样率可设为200Hz，测试幅频特性时，采样率设为500Hz。

由于幅频特性高频端测试到80Hz，不再将地震计的最低寄生共振频率列为测试项目。

5.1.3测试步骤

振动台基本操作及测试步骤参见附录A。

在振动台测试系统充分预热后开始测试（A.2）：

（1）首先使用标准地震计或被测地震计测试记录振动台台面噪声，记录时间大于5分钟，并分析台面噪声功率谱（A.3）；

（2）在振动台上安装被测地震计，按表5.2选择测试参数进行测试，读取测试数据或保存独立数据采集器记录的数据文件（A.2）；

每项参数读取10次测试结果数据，数据文件的有效记录长度应大于5分钟（测试频点为0.1Hz时，数据记录长度应大于10分钟）；

（3）将测试结果填写到记录表中；

若采用独立数采，则在频域分析记录的数据文件（A.4），并将结果填写到记录表中；

（4）重复第

（2）步和第（3）步，直到表5.2列出的所有项目测试完毕。

测试线性度时，若测试信噪比小于40dB，应适当延长数据记录时间，信噪比每低3dB，宜将记录时间增加一倍。

5.1.4数据记录与处理

表5.1.3为灵敏度测试结果记录样表，其中的测试设备填写测试过程中使用的设备名称与型号。

对于短周期地震计，优先选择5Hz作为灵敏度指标的测试频率。

对于宽频带地震计，优先选择1Hz作为灵敏度指标的测试频率，将0.2Hz作为扩展测试频率选用。

其中0.2Hz对应海洋脉动功率谱的峰值，0.2Hz的灵敏度可用于台站对比观测。

使用表5.1.3记录将测试结果时，每个测试幅度读取10次测试结果。

若采用独立的数据采集器记录测试数据时，可将对应一个测试振幅值的测试数据分为10段，计算每一段的信号幅度填入表中。

表5.1.3地震计灵敏度振动台测试记录表

地震计型号

测试时间

环境温度

产品序列号

测试分向

环境湿度

测试频率

测试地点

测试设备1

测试设备2

测试设备3

测试设备4

振动

幅度

mm/s

测试记录□V□

灵敏

度

Vs/m

3

4

5

6

7

8

9

10

均值

标准偏差

测试结果

Vs/m

检测员

相对误差

每一组测试的振动信号幅值可选取相同的值（5mm/s），也可选取不同的值，但不宜小于0.5mm/s，以保证测试数据有足够的信噪比。

测试组数m宜不小于5，最后的测试结果可根据每一组测试结果按照以下公式合成：

根据m组测试结果合成最终灵敏度的计算公式（按方差的倒数加权平均）：

………………………………………………（5.1.1）

相对误差计算公式：

…………………………………（5.1.2）

式中、分别为第i组测试得到的灵敏度及其标准偏差，因子2为置信区间为95%时的包含因子。

表5.1.4为幅频特性测试结果记录样表，其中的测试设备填写测试过程中使用的设备名称与型号。

表5.1.4地震计幅频特性振动台测试记录表

频率

Hz

测试记录□V□mm/s