— измеряемый параметр — виброускорение (ВС 1313) или виброскорость (ВС 1313-V);
— чувствительность по ускорению 0,5 В/(м×с−2);
— чувствительность по скорости 0,1 В/(мм×с−1);
— частотный диапазон для сейсмоприёмников ВС 1313: 0,3…400 Гц;
— частотный диапазон для сейсмоприёмников BC 1313-V: 1…100 Гц;
— встроенная система электрической калибровки и контроля питания.
Принцип работы сейсмоприёмников ВС 1313
Сейсмоприёмники пьезоэлектрические ВС 1313 предназначены для преобразования параметров вибраций в пропорциональный электрический сигнал. Измерения проводятся одновременно по 3 взаимноперпендикулярным осям X, Y и Z.
Сейсмоприёмники ВС 1313 являются сейсмическими акселерометрами, измеряемый параметр — виброускорение.
Для сейсмодатчиков ВС 1313 предусмотрена система электрического возбуждения чувствительного элемента с помощью актюатора для определения действительного значения коэффициента преобразования при их периодической поверки без демонтажа.
Также в сейсмоприёмниках ВС 1313 предусмотрена система контроля питания.
Место установки сейсмоприёмников ВС 1313
Место установки сейсмоприемника должно быть максимально удаленным от мощных источников электромагнитных полей. В месте установки сейсмоприемник не должен быть подвержен прямого воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков, а также колебаний температуры окружающей среды более чем на 0,5 °С в течение часа. В случае необходимости, в месте установки сейсмоприемника должна быть предусмотрена возможность использования защитного экрана из теплоизоляционных материалов, например, пенопласта или пенополипропилена толщиной от 5 до 10 мм.
Сейсмоприемник устанавливается основанием на опорную площадку, предварительно подготовленную на поверхности измерительного объекта. Площадка должна соответствовать классу точности не хуже четвертого.
Установка сейсмоприёмников ВС 1313
Перед установкой сейсмоприемника слегка встряхнуть его в руках. При этом внутри корпуса не должно быть слышно каких-либо звуков от перемещения внутренних частей (противное указывает на неисправность сейсмоприемника).
Сейсмоприемник закрепляется с использованием монтажных отверстий корпуса с помощью крепежных элементов (болт, винт, саморез и т.п.), в зависимости от объекта наблюдения.
Внимание
ЗАПРЕЩАЕТСЯ ПОДЪЁМ И ПЕРЕНОСКА СЕЙСМОПРИЁМНИКА ЗА КАБЕЛЬ
НЕ ДОПУСКАЕТСЯ НАНЕСЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ УДАРОВ ПО КОРПУСУ СЕЙСМОПРИЁМНИКА И ЕГО ПАДЕНИЕ
(ХРУПКИЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ВНУТРИ ДАТЧИКА МОЖЕТ ВЫЙТИ ИЗ СТРОЯ)
Примечания:
1) Сейсмоприемник может устанавливаться и закрепляться иным образом с учетом рекомендаций ГОСТ Р ИСО 5348 «Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров», например, на клею, воске или с использованием двухсторонней липкой ленты. Способ крепления должен обеспечивать отсутствие установочных резонансов в диапазоне частот до 3·fMAX, где fMAX — верхнее значение частоты измеряемых сигналов.
2) При установке сейсмоприемников на грунт рекомендуется предварительно грунт увлажнить и утрамбовать. Проложить и по возможности закрепить, например, липкой лентой кабель сейсмоприемника. При монтаже и эксплуатации не допускать натяжения кабеля во избежание его обрыва.
Требования к источникам питания:
При использовании для питания сейсмоприемников источников питания постоянного тока они должны удовлетворять следующим требованиям: — нестабильность выходного напряжение в течение 10 минут не более 0,5 %; — пульсации напряжения не более 1 мВ; — отличие значения напряжения питания сейсмоприемника от номинального не более ±2 В (±15 %). Допускается использовать для питания сейсмоприемников аккумуляторные батареи без использования схем стабилизации напряжения подаваемого на сейсмоприемник.
Подключение сейсмоприёмников ВС 1313
В стандартном исполнении сейсмоприёмники поставляются с кабелем с разделанным концом.
| Цвет жил кабеля |
Маркировка |
Назначение |
| Витая пара |
Зеленый |
+X |
Дифференциальный выход «+» канала X |
| Белый (Прозрачный) |
-X |
Дифференциальный выход «-» канала X |
| Витая пара |
Голубой |
+Y |
Дифференциальный выход «+» канала Y |
| Белый (Прозрачный) |
-Y |
Дифференциальный выход «-» канала Y |
| Витая пара |
Коричневый |
+Z |
Дифференциальный выход «+» канала Z |
| Белый (Прозрачный) |
-Z |
Дифференциальный выход «-» канала Z |
| Витая пара |
Розовый |
+12 |
Вход питания + |
| Белый (Прозрачный) |
-12 |
Вход питания — |
| Витая пара |
Желтый |
TPOW |
Выход контроля питания |
| Белый (Прозрачный) |
GND |
Общий |
| Витая пара |
Розовый |
ACT |
Вход актюатора |
| Голубой |
GND |
Общий |
|
Желтый (Желто-Зеленый) |
SHLD |
Экран кабеля |
При синфазном включении объединить дифференциальные выходы «-» каналов с GND (Общий).
При приобретении сейсмодатчиков для подключения к регистратору ZET 048-E (необходимо указать в комментарии к заказу) датчики поставляются с разъёмом 2РМ24КПН19Ш1В1 для подключения в соответствии со схемой соединений, представленной на рисунке.
Принцип подключения сейсмодатчиков к регистратору ZET 048-I описан на странице «Подключение сейсмодатчиков ВС 1313 к сейсмостанции ZET 048-I». Для подключения необходима специализированная монтажная муфта и дополнительный блок питания для датчиков.
Сейсмостанция ZET 048 и сейсмоприёмники ВС 1313 образуют систему измерения параметров сейсмических сигналов, нашедшую своё применение в различных областях. В зависимости от задачи, используются различные модификации сейсмоприемников (по ускорению, скорости или перемещению) или варианты исполнения сейсмостанции (промышленное или экспедиционное), а также меняется количество каналов системы, но общая схема измерений строится на преобразовании вибраций (которые могут быть различного происхождения) сейсмоприемниками в электрические сигналы, регистрации и оцифровке этих сигналов сейсмостанциями и анализе полученных данных программным обеспечением ZETLAB SEISMO или приложениями, созданными в SCADA ZETVIEW. В данном разделе представлен обзор типовых решений на базе сейсмосистем. Подробное описание задач, аппаратного исполнения и используемых методов анализа приводится в соответствующих разделах.
Область применения сейсмоприёмников и сейсмостанций — сейсморазведка и инженерно-геологические изыскания, где сейсмические системы применяются для изучения глубинного строения Земли, выделения месторождений полезных ископаемых (в основном нефти и газа), решения задач гидрогеологии и инженерной геологии. Но задачи, решаемые применением сейсмических систем, этим не ограничиваются.
Одно из наиболее востребованных свойств сейсмоприёмников — чувствительность к вибрации малого уровня на низких частотах — делает их незаменимыми в системах мониторинга сейсмической активности, которые используются в сейсмически опасных районах и для защиты трубопроводного транспорта. Сигналы с сейсмоприемников обрабатываются сейсмостанциями, которые при регистрации сейсмической активности уровня 6/8 (5/7) баллов по MSK-64 не только сигнализируют о землетрясении, но и выдают сигналы типа «сухой контакт», которые могут использоваться для автоматического отключения трубопроводов при опасности землетрясения.
Еще один способ защиты нефтегазовых коммуникаций, использующий в качестве чувствительного элемента сейсмоприёмник — поиск и контроль утечек. Система контроля, поиска и локализации утечек, жидких и газообразных продуктов из трубопроводов и обнаружения внешних механических воздействий на них с использованием сейсмоприёмников соответствует РД 03-299.
Системы диагностики и мониторинга технического состояния конструкций, зданий и сооружений, построенные на базе сейсмоприёмников и сейсмостанций, соответствуют требованиям ГОСТ Р 53778-2010 и обеспечивают измерение таких параметров, как период основного тона собственных колебаний и логарифмический декремент основного тона собственных колебаний вдоль основных осей здания (применяются трехкомпонентные сейсмоприёмники) и другие данные. Своевременное обнаружение отклонений параметров зданий от норм позволяет найти и устранить причину ухудшения состояния и предотвратить обрушения и аварии. С помощью сейсмосистем можно также проводить обследование состояния инфраструктуры. Вопросы мониторинга состояния существующих конструкций стоят очень остро, поскольку современные мосты испытывают нагрузку, многократно превышающую проектную, которая рассчитывалась десятилетия назад. Применение сейсмоприёмников позволяет обнаружить эффект старения, зарождающиеся трещины и другие дефекты элементов сооружений.
Области применения сейсмоприёмников ВС 1313
— Система поверки сейсмоприёмников
— Система мониторинга изменения напряженно-деформированного состояния и смещения точек элементов инженерно-технических конструкций зданий и сооружений (СМИК)
— Система контроля сейсмических воздействий ZET 048 (СКСВ ZET 048)
Практическое применение сейсмоприёмников ВС 1313
Сейсмоприемники ВС 1313 являются основными средствами измерения параметров колебания поверхности земли, в системах контроля сейсмического воздействия (СКСВ).
Также сейсмоприёмники могут использоваться в комбинированных гидроакустических приёмниках совместно с гидрофонами ВС 311 в качестве векторного приёмника для определения градиента давления, колебательной скорости и ускорения.
Технические характеристики сейсмоприёмников ВС 1313
| ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
|
ВС 1313 |
ВС 1313-V |
| Чувствительность |
0,2 В/(м×с−2) |
0,5 В/(м×с−2) |
1,0 В/(м×с−2) |
2,0 В/(м×с−2) |
0,02 В/(мм×с−1) |
0,05 В/(мм×с−1) |
0,1 В/(мм×с−1) |
0,2 В/(мм×с−1) |
0,5 В/(мм×с−1) |
| Частотный диапазон |
0,3…400 Гц |
1…100 Гц |
Предельное отклонение коэффициента
преобразования от номинального значения |
±10 % |
| Неравномерность АЧХ |
±3 дБ (<0,4 Гц); ±1 дБ (0,4…300 Гц); ±3 дБ (>300 Гц) |
±1 дБ (1…100 Гц) |
| Максимальное значение измеряемого ускорения |
25 м/с2 |
10 м/с2 |
5 м/с2 |
2,5 м/с2 |
2,5 мм/с |
1 мм/с |
0,5 мм/с |
0,25 мм/с |
0,1 мм/с |
Дополнительная погрешность, вызванная
изменением температуры окружающей среды, не более |
±0,1 %/°С |
| Нелинейность амплитудной характеристики, не более |
±10 % |
| Уровень СКЗ собственных шумов, не более |
1×10−4 м/с2 |
4×10−5 м/с2 |
2×10−5 м/с2 |
1×10−5 м/с2 |
2,5×10−2 мм/с |
1×10−2 мм/с |
5×10−3 мм/с |
2,5×10−3 мм/с |
1×10−3 мм/с |
| Собственная частота механического резонанса, не менее |
900 Гц |
| Основная относительная погрешность, не более |
±10 % (<1,0 Гц); ±4 % (1…100 Гц); ±10 % (>300 Гц) |
±10 % (1…100 Гц) |
Встроенная система возбуждения
чувствительного элемента с помощью актюатора |
определяется при заказе |
| Коэффициент нелинейных искажений, не более |
±0,5 (при выходном напряжении 1 В)
±1,0 (при максимальном значении измеряемого параметра) |
| Коэффициент влияния магнитного поля 10 А/м, не более |
5×10−5 м/с2 |
1,25×10−2 мм/с |
| Коэффициент влияния магнитного поля 10 А/м на единицу длин кабеля КВИП |
10−6 (м/с2)/м |
— |
| Уровень постоянной составляющей выходного напряжения, не более |
±200 мВ |
| Сопротивление со стороны калибровочного входа, не менее |
600 Ом |
| Электрическое сопротивление изоляции, не менее |
20 МОм |
| Напряжение питания (биполярное) |
±(10…15) В |
| ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
| Кабель* |
встроенный, без разъёма |
| Длина кабеля стандартная |
2 м |
| Длина кабеля максимальная |
600 м |
| Относительная влажность воздуха (при 25 °С) |
20…90 % |
| Атмосферное давление |
84…106,7 кПа |
| Температурный диапазон |
−40 … +70 °С |
| Габаритные размеры (без кабеля), не более |
∅80×76 мм |
| Масса |
1,2 кг |
| Назначенная наработка на отказ, не менее |
10 000 часов |
| Средний срок службы, не менее |
10 лет |
| Степень защиты от попадания пыли и влаги |
IP68 |
*длина кабеля определяется при заказе
