Велосиметры широкополосные трехкомпонентные со встроенным регистратором CMG-6TD

Назначение

Велосиметры широкополосные трёхкомпонентные со встроенным регистратором CMG-6TD (далее по тексту - велосиметры) предназначены для измерения скорости низкочастотных сейсмических колебаний.

Описание

Принцип действия велосиметра основан на преобразовании внешних низкочастотных колебаний, возникающих в месте установки прибора, в электрический сигнал, амплитуда и частота которого пропорциональны внешнему воздействию.

Велосиметр состоит из трёх однокомпонентных датчиков, встроенного цифрового преобразователя и калибратора, расположенных в общем герметичном корпусе. В основании корпуса расположены три регулируемые опоры, предназначенные для установки велосиметра в горизонт. Контроль положения велосиметра осуществляется по жидкостному уровню, расположенному на верхней крышке велосиметра, что позволяет произвести его установку с погрешностью не хуже 1°.

Датчик представляет собой колеблющуюся массу, снабжённую демпфером. При возникновении колебаний в направлении соответствующей оси чувствительности, подпружиненная масса начинает движение, в результате чего на выходе датчика вырабатывается сигнал пропорциональный внешнему воздействию. Датчики установлены так, что их чувствительные оси ориентированы ортогонально друг к другу, что позволяет одновременно измерять три компоненты колебаний земной поверхности. При установке велосиметра оси датчика ориентируются в направлениях: север-юг, восток-запад, третья ось - вертикальная компонента движения. Каждый датчик обеспечивает измерение колебаний в широком диапазоне частот.

Встроенный цифровой преобразователь с разрешающей способностью 24 бита преобразует выходные сигналы с датчиков в цифровые данные. Полученные данные могут быть переданы в систему сбора данных или сохранены во встроенной флэш-карте памяти. Точная временная привязка информации обеспечивается благодаря подключённому к CMG-6TD GPS-приёмнику, связанному с CMG-6TD через коммутационный блок.

Встроенный калибратор состоит из цифрового генератора и предназначен для проведения калибровки велосиметра в месте его установки. Сигнал калибровки через канал обратной связи имитирует внешнее воздействие заданной амплитуды и частоты на чувствительный элемент датчика. С выхода датчика формируется сигнал отклика с параметрами, пропорциональными амплитуде и частоте заданного воздействия. Программное обеспечение велосиметра позволяет определить текущее значение коэффициента преобразования велосиметра.

Внешний вид велосиметра представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Велосиметр широкополосный трёхкомпонентный со встроенным регистратором

Программное обеспечение

С велосиметром используется встроенное и автономное программное обеспечение.

Функционирование встроенного ПО осуществляется в операционной системе Linux. Встроенное ПО реализует функциональность велосиметра и предназначено:

- для управления велосиметра и регистрации результатов измерений;

- для хранения и передачи результатов измерений.

Встроенное ПО устанавливается на этапе изготовления и в процессе эксплуатации изменено быть не может.

Автономное ПО функционирует под управлением операционной системы Windows и

Linux и реализует функции отображения и хранения результатов измерений.

Все ПО является метрологически значимым.

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Влияние программного обеспечения учтено при нормировании метрологических характеристик.

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «Средний» по Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Метрологические и технические характеристики велосиметра приведены в таблице 2.

Таблица 2

Где:

- V - измеряемая скорость;

- Vmax - скорость, максимальная для данного диапазона частот;

1) - за номинальные значения коэффициентов преобразования принимаются значения, определённые при первичной калибровке производителем;

2) - значение параметра устанавливается при изготовлении по требованию заказчика

Знак утверждения типа

наносится на корпус велосиметра несмываемой краской и на титульный лист Паспорта типографским способом.

Комплектность

Комплектность велосиметра приведена в таблице 3.

Таблица 3

Поверка

осуществляется по документу МП 253-15-154   «Велосиметр широкополосный

трёхкомпонентный со встроенным регистратором CMG-6TD. Методика поверки», утверждённой ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 2.09.2015 г.

Основные средства поверки:

- Установка сейсмометрическая горизонтальная УСГ-3М из состава эталона ГЭТ 159-2011. Диапазон частот 0,001-30 Гц; диапазон амплитуд ускорений 5х10-7 - 10 м/с2; 00=1x10’4 - 1 х 10-3; S0=2x10-4 - 5 х 10-3;

- Установка сейсмометрическая вертикальная УСВ-2 из состава эталона ГЭТ 159-2011.

Диапазон частот 0,001-30 Гц; диапазон амплитуд ускорений 5х10-7 - 10 м/с2; 00=2x10’4 - 4х10-3; S0=2x10’4 - 5 х 10-3;

- Преобразователь виброизмерительный - из состава эталона ГЭТ 159-2011. Диапазон частот 0,5-1000 Гц; амплитуд ускорений 1х10-1 - 1х104 м/с2, t^S-_ от 2-10-3 до 5-10-3.

- Генератор сигналов произвольной формы 33220A. Диапазон частот от 1 мкГц до 30 МГц, пределы допускаемой погрешности установки частоты выходного сигнала ±1^10-6f ..

Сведения о методах измерений

Методика измерений содержится в документах: «Велосиметры широкополосные трёхкомпонентные со встроенным регистратором CMG-6TD. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

1. ГОСТ Р 8.852-2013 «Государственная поверочная схема для средств измерений сейсмоперемещения, сейсмоскорости и сейсмоускорения в диапазоне частот 0,01 - 30 Гц»

2. ГОСТ Р 8.800-2012 «Государственная поверочная схема средств измерений виброперемещения, виброскорости и виброускорения в диапазоне частот 0,1 - 20000 Гц»

3. Техническая документация изготовителя.