強震儀主要由工控機、采集卡、系統(tǒng)軟件及GPS時鐘模塊組成。工控機采用研華工業(yè)級產(chǎn)品,采集卡為24位,GPS時鐘模塊為操作系統(tǒng)提供對時。系統(tǒng)主要功能有傳感器數(shù)據(jù)采集、報警判斷、報警輸出、數(shù)據(jù)存儲、反應(yīng)譜分析、系統(tǒng)故障檢測及傳感器標定等,這些功能主要由系統(tǒng)軟件來完成。系統(tǒng)軟件實時讀取采集卡采集的傳感器信號,并通過特定的算法進行地震觸發(fā)判斷,當滿足地震觸發(fā)條件時軟件通過串口或者其他I/O口發(fā)出報警信號,并存儲地震數(shù)據(jù),當操作人員需要時可以讀取選取的地震數(shù)據(jù)并進行反應(yīng)譜分析;同時,系統(tǒng)軟件對系統(tǒng)各設(shè)備進行故障檢測,有故障時發(fā)出故障報警信息;另外系統(tǒng)軟件可以發(fā)出標定信號對傳感器進行標定以判斷傳感器的好壞。系統(tǒng)可連接6-10個加速度傳感器,具備同步觸發(fā)功能。當有一個傳感器觸發(fā)報警時可同時記錄所有傳感器的實時數(shù)據(jù)。
強震儀系統(tǒng)功能表
1 數(shù)據(jù)采集 采集傳感器信號
2 地震記錄 有地震時記錄地震數(shù)據(jù)
3 地震觸發(fā) 判斷地震發(fā)生 可聯(lián)動觸發(fā)
4 地震報警 地震發(fā)生后發(fā)出報警信息
5 故障檢測 檢測各部件故障并發(fā)出故障報警信息
6 參數(shù)設(shè)置 報警閾值、IP地址等參數(shù)設(shè)置
7 傳感器標定 提供標定信號并自動判斷標定結(jié)果
8 GPS對時 與GPS模塊對時
9 反應(yīng)譜分析 計算地震數(shù)據(jù)的反應(yīng)譜
10 數(shù)據(jù)顯示及打印 顯示地震數(shù)據(jù)波形并打印

事件檢測:至少內(nèi)置閾值觸發(fā)方法和STA/LTA比值觸發(fā)方法, 觸發(fā)參數(shù)可設(shè)置。
采用觸發(fā)算法應(yīng)對采集數(shù)據(jù)進行帶通濾波,帶通濾波器的低頻截止頻率
提供0.1、0.3、0.5、1Hz可選,高頻截止頻率在10Hz、20Hz可選。當帶
通濾波器采用IIR型數(shù)字濾波器時,濾波器的帶外倍頻程衰減不小于12 dB;
當帶通濾波器采用FIR型數(shù)字濾波器時,濾波器的阻帶衰減不小于40 dB
事件結(jié)束判斷依據(jù)應(yīng)遵循:事件觸發(fā)后,若在連續(xù)30 s的時間窗內(nèi)不再滿
足觸發(fā)條件,或者自事件觸發(fā)180 s后即認為事件結(jié)束。
波形數(shù)據(jù)存儲:1.具有記錄E-W、N-S、U-D三個分向事件波形數(shù)據(jù)的功能,自動產(chǎn)生事
件數(shù)據(jù)文件。
2. 事件數(shù)據(jù)文件應(yīng)包括事件觸發(fā)時刻前30 s至事件結(jié)束之間的波形數(shù)據(jù),
以及觀測點地理坐標、場地類型、安裝方式、時間碼、采樣率等信息。
3. 事件數(shù)據(jù)文件的存儲時間應(yīng)不少于3個月
波形數(shù)據(jù)傳輸:1.具有連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸模式功能,實時傳輸E-W、N-S、U-D三分向采集數(shù)據(jù)。
2.烈度計在事件觸發(fā)模式下事件觸發(fā)時,應(yīng)能夠向遠程服務(wù)器傳送包括
事件前30s數(shù)據(jù)在內(nèi)的E-W、N-S、U-D三分向波形數(shù)據(jù),直至事件結(jié)束。
3. 烈度計傳輸事件數(shù)據(jù)或連續(xù)數(shù)據(jù)時,輸出數(shù)據(jù)的延時時間不超過1 s。
預(yù)警與烈度參數(shù)計算與傳輸:
1.事件觸發(fā)后,計算U-D分向的初動震相到時;
2.事件觸發(fā)后,每秒測算不同通道的PGA值、PGV、和PGD值,事件結(jié)束
時,測算該事件不同通道的最終PGA值、PGV值、PGD值,
3.符合中震測發(fā)〔2015〕18 號規(guī)定計算方法和流程的儀器地震烈度值計
算功能。
4.事件結(jié)束后計算不同通道的擬加速度和擬速度反應(yīng)值PSA03、
PSA10、 PSA30、PSV03 、PSV10、 PSV30(自振周期分別為0.3秒、1秒、
3秒,阻尼比為5%)。
5.具有實時傳輸以上預(yù)警和烈度參數(shù)功能。
運行管理:
1.具有安裝信息的本地和遠程設(shè)置功能,以生成安裝信息文件供遠程下載
或查詢。安裝信息應(yīng)包括:場地類型、地理坐標、安裝方式、安裝方位。
2.具有運行參數(shù)的遠程設(shè)置與查詢功能。運行參數(shù)應(yīng)包括:采樣率、事件
檢測方法、事件檢測通道、觸發(fā)閾值、STA時間窗長度、LTA時間窗長度、
事件瞬時PGA和PGV測算時間間隔、網(wǎng)絡(luò)接入?yún)?shù)、波形數(shù)據(jù)接收服務(wù)
器IP地址、事件觸發(fā)信息及測算結(jié)果接收服務(wù)器IP地址、NTP授時服務(wù)
器IP地址等。
3.具有存儲管理功能,可自動和人工干預(yù)刪除過期的數(shù)據(jù)文件、日志文件
等內(nèi)容。
4.具有在遠程指令控制下記錄時間段三分向采集數(shù)據(jù)的功能。
5.具有提供波形數(shù)據(jù)文件、日志文件、安裝信息文件的遠程下載服務(wù)功能。
運行日志記錄:
具有日志記錄功能,運行日志至少包括以下內(nèi)容:
——啟動運行時本地時鐘計數(shù)值;
——次與UTC標準時間同步前后的本地時鐘計數(shù)值;
——每天對鐘情況及鐘差;
——運行參數(shù)設(shè)置時間及發(fā)生變化的參數(shù);
——執(zhí)行自測試的標志與時間;
——事件觸發(fā)時間與事件處理結(jié)果;
——數(shù)據(jù)傳輸情況,包括數(shù)據(jù)傳輸時間、數(shù)據(jù)類型、成功與否的標志。