一种幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置及其方法
【专利摘要】一种幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置及其方法，检测装置包括：一振动台，其内设置有马达；一固定基座，为一正方体，其分别与X轴、Y轴、Z轴垂直的三个面上分别设置有反光板，所述固定基座通过连杆与振动台形成刚性连接；三个激光光源，分别设置于各反光板的相对上方；三个四象限激光探测器，分别设置于所述各反光板的相对上方；还包括三组电流电压转换模块、三组运算模块、三组模拟数字转换器、一微控制器。本发明能够实现对振动台高频振动性能参数的快速精确检测，从而解决地震模拟系统中高频振动时检测精确度不够的问题。
【专利说明】一种幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置，同时，还涉及利用所述检测装置测定地震模拟系统振动性能参数的方法。
【背景技术】
[0002]地震一般指地壳的天然震动，同台风、暴雨、洪水、雷电等一样，是一种自然现象。全球每年发生地震约500万次，其中能感觉到的有5万多次，能造成破坏性的5级以上的地震约1000次，而7级以上有可能造成巨大灾害的地震约十几次。
[0003]地震模拟系统是专为进行减灾防灾普及地震知识而开发的。通过模拟各种震级的地震实况，使人有身临其境的感觉，并配合附属的声、像设备，在娱乐中对灾害性地震产生感性认识，同时也对人们进行地震知识的普及教育，介绍地震逃生自救的防护知识。
[0004]地震模拟器的振动台可以准确地模拟出地震时的纵波和横波。该设备运用数控技术模拟复制已发生且记录下来的地震波，可模拟出3?8级的地震效果。
[0005]纵波每秒钟传播速度5?6千米，能引起地面上下跳动；横波传播速度较慢，每秒3?4千米，能引起地面水平晃动。由于纵波衰减快，离震中较远的地方，只感到水平晃动。
[0006]在一般情况下，地震时地面总是先上下跳动，后水平晃动。地震模拟振动台根据震级的不同，模拟出“纵波”和“横波”的上下和水平的运动，营造出地震发生时地表的各种运动现象。
[0007]在地震模拟系统中，对“纵波”和“横波”的精确快速检测能力显得尤为重要。实现了对“纵波”和“横波”的精确快速检测，才能准确实现对各种地震等级的模拟。
[0008]在地震模拟系统中,模拟地震频率较低时，一般振动幅度较大，而在模拟地震频率较高时，振动幅度小，一般在2mm以内，此时的振动频率高，幅度小，难以振动性能参数检测。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置及方法，能够实现对振动台高频振动性能参数的快速精确检测，从而使地震模拟系统的振动台能够准确模拟各种高频地震等级，进而解决地震模拟系统中高频振动时检测精确度不够的问题。
[0010]为达到上述目的，本发明设计构思如下:
[0011]激光光源发出激光光束，反光板固定在和振动台刚性连接的反光板固定基座上，当振动台在上下振动产生位移D时，激光光源发出的激光光束反射在了反光板的不同位置，此时反射的激光线在四象限激光探测器上的照射点也发生了位移S，而且S=2D，在这个位移过程中，四象限激光探测器记录下了照射点(光斑)的移动过程，也就是记录了振动台上下方向上的振动过程。四象限激光探测器四象限a、b、c、d的四路输出电流I1, I2, I3, I4,分别经过电流电压转换电路，得到四路电压信号V1, V2, V3, V4，然后经过电路运算得到信号
【权利要求】
1.一种幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置，其特征在于，包括: 一用于模拟地震振动的振动台，其内设置有马达； 一固定基座，为一正方体，其分别与X轴、Y轴、Z轴垂直的三个面上分别设置有反光板，所述固定基座通过连杆与振动台形成刚性连接； 三个激光光源，分别设置于各反光板的相对上方；所述激光光源发射的激光光线与反光板法线之间夹角小于或者等于45° ; 三个四象限激光探测器，分别设置于所述各反光板的相对上方；与激光光源相对，四象限激光探测器与反光板法线之间夹角小于或者等于45° ; 三组电流电压转换模块，分别对应三个四象限激光探测器，每组电流电压转换模块设4个电流电压转换器，所述电流电压转换器的输入端分别与所述四象限激光探测器四象限的输出端连接； 三组运算模块，分别对应三组电流电压转换模块，每组运算模块设2个运算放大器，所述每组电流电压转换模块中的每个电流电压转换器的输出端分别与2个运算放大器的输入端连接； 三组模拟数字转换模块，每组设2个模拟数字转换器，所述模拟数字转换器的输入端分别与2个运算放大器的输出端连接； 一微控制器，其输入端与所述模拟数字转换器输出端连接，输出端连接有马达控制器。
2.根据权利要求1所述的幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置，其特征在于，所述四象限激光探测器与所述激光光源设置于同一水平面。
3.根据权利要求1或2所 述的幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置，其特征在于，所述四象限激光探测器与反光板的垂直距离为8~12cm。
4.根据权利要求1所述的幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置，其特征在于，所述激光光源与反光板的垂直距离为8~12cm。
5.根据权利要求1所述的幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置，其特征在于，所述激光光源发射的激光光线与反光板法线之间夹角为8~12°。
6.一种利用权利要求1~5中任一项所述的幕墙面板地震模拟系统振动性能参数检测装置测定地震模拟系统振动性能参数的方法，其特征在于，包括如下步骤: a)开启三个激光光源和三个四象限激光探测器，激光光源向反光板投射激光光束，经过反光板将激光光束反射至四象限激光探测器，反射光线在四象限激光探测器上形成光斑； b)通过微控制器开启马达控制器，控制马达使振动台产生振动，所述振动台的振动频率为0.1~10Hz，振动台通过连杆带动固定基座振动，带动固定基座上的反光板振动；反光板在振动中沿X轴、Y轴、Z轴方向分别产生位移D ;振动中，光斑在四象限激光探测器上产生的位移为S，S=2D ;光斑相对于四象限激光探测器中心在X轴和Y轴方向的偏移量ΛΧ和ΔΥ ;光斑在四象限激光探测器的四象限a，b，c，d上分别产生光电流I1, I2, I3, I4 ;所述光电流I1, I2, 13，I4经电流电压转换模块转换，得到电压信号V1, V2, V3, V4 ； c)得到的电压信号V1,V2, V3, V4在运算模块中经电路运算得到X轴和Y轴方向的电压差Vx和Vy，通过电压差Vx和Vy表示光斑相对于四象限激光探测器中心在X轴和Y轴方向的偏移量ΛΧ和Λ Y，表达式如下:
7.根据权利要求6所述的地震模拟系统振动性能参数检测方法，其特征在于，所述振动台的振动频率为8~IOHz。
【文档编号】G01M7/02GK103822767SQ201410050759
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月14日 优先权日:2014年2月14日
【发明者】徐勤, 徐龙涛, 王骅, 刘雄 申请人:上海市建筑科学研究院(集团)有限公司, 上海建科检验有限公司, 上海光赢能源科技有限公司