CN103954797A - 一种转动振动台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转动振动台，包括底板、转动台、激振器、信号调理控制系统和测量系统，圆形转动台面的边沿装有转动台面连接器，动圈伸入到由圆柱形的极靴的外侧和轭铁前部内侧形成的磁缝隙中，在线圈架的前部装有簧片，激振连接器与连杆的左端相连，连杆的右端与转动台面连接器相连，信号源产生的正弦信号输入给信号调理器进行调理和功率放大后通过激振器插座输入给动圈，直线加速度计、参考角加速度计和被校加速度计的输出分别与采集分析器的输入相连。本发明结构简单、设计合理，校准精度高，承载力大，校准费用低，使用寿命长，可实现对各类地震转动加速度计校准。

Description

一种转动振动台

技术领域

本发明涉及一种涉及一种振动台，特别是涉及一种用于校准地震转动加速度计的转动振动台。

背景技术

目前，随着大地震的频繁发生，世界各国在加强地震三个平动记录观测的同时，开展了地震转动分量的研究及其测量仪器的研制，提出多种测量地震转动分量的方法和研制出多种型号的测量仪器。国内外已有用于陀螺校准的角振动台，其频率范围为5-500Hz，我国仅有一套0.1-100Hz的低频角振动台，而且价格昂贵。角振动台的原理一般采用力矩电机的方案，使用激光干涉法一次校准，承载力一般小于10kg，校准费高。由于地震转动信号为低频分量，同时引起结构破坏的也是低频震动分量，另外部分用于地震六自由度测量的仪器质量远大于10kg，因此目前的角振动台校准还存在校准精度差、承载力低、校准费用高等问题，急需一种廉价、承载力大的转动振动台校准地震转动测量仪器的灵敏度、频率响应等参数。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构简单、设计合理，校准精度高，承载力大，校准费用低，使用寿命长，可实现对各类地震转动加速度计校准的转动振动台。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：所述的转动振动台包括底板、转动台、激振器、信号调理控制系统和测量系统，所述的转动台包括立轴、圆形转动台面，立轴上部通过精密轴承与圆形转动台面连接，立轴下端通过转动台底座安装在底板上，圆形转动台面的边沿装有转动台面连接器，所述的激振器通过激振器底座安装在底板上，包括线圈架、极靴、动圈、轭铁，动圈绕在线圈架上，并伸入到由圆柱形的极靴的外侧和轭铁前部内侧形成的磁缝隙中，动圈的输出端子与激振器插座相连，激振器插座安装在轭铁的外壁上，在线圈架的前部装有簧片，簧片的另一端与簧片支座相连，线圈架顶部装有激振连接器，激振连接器与连杆的左端相连，连杆的右端与转动台面连接器相连，所述的信号调理控制系统包括信号源、信号调理器，信号源的输出与信号调理器的输入相连，信号调理器的输出与激振器插座相连，信号源产生的正弦信号输入给信号调理器进行调理和功率放大后通过激振器插座输入给动圈，所述的测量系统包括直线加速度计、参考角加速度计、被校加速度计和采集分析器，直线加速度计安装在激振连接器上，参考角加速度计和被校加速度计安装在圆形转动台面上，直线加速度计、参考角加速度计和被校加速度计的输出分别与采集分析器的输入相连。

本发明的优点是：

1.结构简单、设计合理，制造难度低；

2.转动台克服了现有角振动台承载较轻的缺点，立轴通过精密轴承与圆形转动台面连接，定位准确，测试阻尼小；

3.原理不同于现有的角振动台，激振器工作低频性能好，校准精度高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视图(激振器全剖)；

图3是本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

由图1-图3可知，本发明所述的转动振动台包括底板15、转动台27、激振器1、信号调理控制系统28和测量系统，所述的转动台27包括立轴7、圆形转动台面8，立轴7上部通过精密轴承与圆形转动台面8连接，立轴7下端通过转动台底座17安装在底板15上，圆形转动台面8的边沿装有转动台面连接器5，所述的激振器1通过激振器底座14安装在底板15上，包括线圈架20、极靴21、动圈22、轭铁23，动圈22绕在线圈架20上，并伸入到由圆柱形的极靴21的外侧和轭铁23前部内侧形成的磁缝隙中，动圈22的输出端子与激振器插座13相连，激振器插座13安装在轭铁23的外壁上，在线圈架20的前部装有簧片19，簧片19的另一端与簧片支座18相连，线圈架20顶部装有激振连接器3，激振连接器3与连杆4的左端相连，连杆4的右端与转动台面连接器5相连，所述的信号调理控制系统28包括信号源12、信号调理器11，信号源12的输出与信号调理器11的输入相连，信号调理器11的输出与激振器插座13相连，信号源12产生的正弦信号输入给信号调理器11进行调理和功率放大后通过激振器插座13输入给动圈22，所述的测量系统包括直线加速度计2、参考角加速度计6、被校加速度计9和采集分析器10，直线加速度计2安装在激振连接器3上，参考角加速度计6和被校加速度计9安装在圆形转动台面8上，直线加速度计2、参考角加速度计6和被校加速度计9的输出分别与采集分析器10的输入相连。

所述的激振器1还包括后盖24、永磁体25、定位套26，轭铁23和后盖24组成一倒扣式圆形杯状体，且杯状体内壁前部向内凸出，永磁体25为一圆柱体，永磁体25后端面与后盖24的内端面靠接，前端面与极靴21的后端面靠接，极靴21的前端面和轭铁23前端面齐平，且两者同心，圆柱形的极靴21直径小于轭铁23内壁前部凸出部分内径，定位套26的内壁与永磁体25的后部周边靠接，定位套26的外壁与轭铁23后部的内壁靠接，定位套26的后端面与后盖24的前端面靠接，且两者同心。

所述的底板15设有三个支脚16。

本发明的一种转动振动台，包括底板15、转动台27、激振器1、信号调理控制系统28和测量系统。转动台27包括立轴7、中心镶嵌精密轴承的圆形转动台面8，位于转动台27右侧，立轴7上部通过精密轴承与圆形转动台面8连接，圆形转动台面8可绕立轴7转动，圆形转动台面8的边沿装有转动台面连接器5，立轴7下端通过转动台底座17安装在底板15上，本转动台27主要起承载作用，可以承载参考角加速度计6、被校加速度计9，克服了现有角振动台承载较轻的缺点，立轴7通过精密轴承与圆形转动台面8连接，定位准确，测试阻尼小，转动台面连接器5与圆形转动台面8固定连接，连接方式可使用螺钉、钎焊等等常用的固定连接方式。

激振器1通过激振器底座14安装在底板15上，位于底板15左侧，包括线圈架20、极靴21、动圈22、轭铁23，动圈22绕在线圈架20上，并伸入到由圆柱形的极靴21的外侧和轭铁23前部内侧形成的磁缝隙中，动圈22的输出端子与激振器插座13相连，激振器插座13安装在轭铁23的外壁上，磁缝隙、动圈22组成基本的激振器结构，在动圈22通正弦交变信号后，即可实现激振动作。在线圈架20的前部装有簧片19，簧片19的另一端与簧片支座18相连，簧片支座18设置在激振器1前部，簧片19主要为线圈架20起支称导向作用，线圈架20顶部装有激振连接器3，激振连接器3与连杆4的左端相连，连杆4的右端与转动台面连接器5相连，当在动圈22中输入正弦信号时，动圈22和线圈架20一起在磁缝隙中运动。动圈20的直线运动通过激振连接器3、连杆4和转动台面连接器5推动转动台面8绕立轴7作转动振动。

本发明激振器1主要利用动圈22中输入正弦信号时，动圈22和线圈架20一起在磁缝隙中实现激振动作，并通过簧片19为线圈架20支称导向。对于激振器的其他结构，在此给出优选结构方案，激振器1还包括后盖24、永磁体25、定位套26，轭铁23和后盖24组成一倒扣式圆形杯状体，且杯状体内壁前部向内凸出，形成磁极，永磁体25为一圆柱体，永磁体25后端面与后盖24的内端面靠接，前端面与极靴21的后端面靠接，极靴21的前端面和轭铁23前端面齐平，且两者同心，圆柱形的极靴21直径小于轭铁23内壁前部凸出部分内径，在圆柱形的极靴21和轭铁23内壁下部凸出部分之间形成圆形磁缝隙。定位套26的内壁与永磁体25的后部周边靠接，定位套26的外壁与轭铁23后部的内壁靠接，定位套26的后端面与后盖24的前端面靠接，且两者同心。底板15设有三个支脚16，三个支脚16用于支撑调平底板15，使转动振动台能够保持水平。

信号调理控制系统28具有变频、调幅、功率放大等功能，包括信号源12、信号调理器11，信号源12的输出与信号调理器11的输入相连，信号调理器11的输出与激振器插座13相连，信号源12产生的正弦信号输入给信号调理器11进行调理和功率放大后通过激振器插座13输入给动圈22，推动动圈22运动，产生激振力，与动圈22相连的线圈架20依次带动激振连接器3、连杆4和转动台面连接器5运动，从而带动转动台面8绕立轴7的转动。

测量系统包括直线加速度计2、参考角加速度计6、被校加速度计9和采集分析器10，直线加速度计2安装在激振连接器3上，参考角加速度计6和被校加速度计9安装在圆形转动台面8上，直线加速度计2、参考角加速度计6和被校加速度计9的输出分别与采集分析器10的输入相连，采集分析器10经过分析可获得被校角加速度计9的灵敏度。测量系统的测量原理是，设动圈22的位移为x，激振连接器3的中心到立轴7中心的距离为r，有安装在激振链接器3的直线加速度计2测得线圈架20的轴向加速度后，即可获得圆形转动台面8的角振动加速度或直接测得安装在圆形转动台面8上已知灵敏度S₁的参考角加速度计6的输出电压V₁和被校角加速度计9的输出电压V₂，即可求得校角加速度计9的灵敏度 $S_2=\frac{V_2}{V_1}{S}_1.$

本发明的工作原理是安装在底板15上的激振器1在信号调理控制系统28控制下，产生激振力，与动圈22相连的线圈架20依次带动激振连接器3、连杆4和转动台面连接器5带动转动台27转动振动，通过测量系统测得被校角加速度计9的灵敏度。

Claims (3)

1.一种转动振动台，其特征在于：所述的转动振动台包括底板(15)、转动台(27)、激振器(1)、信号调理控制系统(28)和测量系统，所述的转动台(27)包括立轴(7)、圆形转动台面(8)，立轴(7)上部通过精密轴承与圆形转动台面(8)连接，立轴(7)下端通过转动台底座(17)安装在底板(15)上，圆形转动台面(8)的边沿装有转动台面连接器(5)，所述的激振器(1)通过激振器底座(14)安装在底板(15)上，包括线圈架(20)、极靴(21)、动圈(22)、轭铁(23)，动圈(22)绕在线圈架(20)上，并伸入到由圆柱形的极靴(21)的外侧和轭铁(23)前部内侧形成的磁缝隙中，动圈(22)的输出端子与激振器插座(13)相连，激振器插座(13)安装在轭铁(23)的外壁上，在线圈架(20)的前部装有簧片(19)，簧片(19)的另一端与簧片支座(18)相连，线圈架(20)顶部装有激振连接器(3)，激振连接器(3)与连杆(4)的左端相连，连杆(4)的右端与转动台面连接器(5)相连，所述的信号调理控制系统(28)包括信号源(12)、信号调理器(11)，信号源(12)的输出与信号调理器(11)的输入相连，信号调理器(11)的输出与激振器插座(13)相连，信号源(12)产生的正弦信号输入给信号调理器(11)进行调理和功率放大后通过激振器插座(13)输入给动圈(22)，所述的测量系统包括直线加速度计(2)、参考角加速度计(6)、被校加速度计(9)和采集分析器(10)，直线加速度计(2)安装在激振连接器(3)上，参考角加速度计(6)和被校加速度计(9)安装在圆形转动台面(8)上，直线加速度计(2)、参考角加速度计(6)和被校加速度计(9)的输出分别与采集分析器(10)的输入相连。

2.根据权利要求1所述的一种转动振动台，其特征在于：所述的激振器(1)还包括后盖(24)、永磁体(25)、定位套(26)，轭铁(23)和后盖(24)组成一倒扣式圆形杯状体，且杯状体内壁前部向内凸出，永磁体(25)为一圆柱体，永磁体(25)后端面与后盖(24)的内端面靠接，前端面与极靴(21)的后端面靠接，极靴(21)的前端面和轭铁(23)前端面齐平，且两者同心，圆柱形的极靴(21)直径小于轭铁(23)内壁前部凸出部分内径，定位套(26)的内壁与永磁体(25)的后部周边靠接，定位套(26)的外壁与轭铁(23)后部的内壁靠接，定位套(26)的后端面与后盖(24)的前端面靠接，且两者同心。

3.根据权利要求1所述的一种转动振动台，其特征在于：所述的底板(15)设有三个支脚(16)。