ar-net.ru7.1 Конкретный состав инженерно-сейсмометрической станции выбирают на основании конструктивной схемы, геометрической формы объекта, расположения объекта в населенном пункте.
7.2 При проектировании конкретного состава инженерно-сейсмометрической станции необходимо в обязательном порядке соблюдать следующие общие для всей измерительной системы требования:
- влияние элементов станции друг на друга, а также взаимное влияние элементов станции и объекта измерений должны быть пренебрежимо малы;
применяемые для динамических измерений первичные преобразователи должны обладать равномерной амплитудно-частотной характеристикой в рабочем диапазоне, а также минимальной поперечной чувствительностью.
7.3 Время дискретизации сигналов первичных преобразователей выбирают в зависимости от требований к погрешности измерений, учитывая то, что частота дискретизации сигналов определяется требуемым частотным диапазоном измеряемого сигнала и ограничениями амплитудно-частотных характеристик первичных преобразователей. Она должна, как минимум, в два – три раза превышать максимальную частоту возможного частотного диапазона измеряемого сигнала.
7.4 При обработке сигналов первичных преобразователей допускается применять спектральный анализ. При выборе длительности записей сигналов первичных преобразователей учитывают, что она определяет разность между ближайшими частотами и минимальную частоту в разложении сигнала при его преобразовании для получения спектра.
7.5 Выбор (или требования к разработке) типов первичных преобразователей измеряемых величин определяется тем, что от первичных преобразователей в первую очередь зависит способность разработанной методики измерений обеспечить заданную точность измерений. Поэтому к ним следует предъявлять требования по чувствительности, времени дискретизации, диапазону измерений, амплитудно-частотной характеристике, собственной погрешности, стабильности характеристик в течение длительного времени, минимальной зависимости характеристик от внешних факторов в рабочих условиях и т. п.
7.6 Все первичные преобразователи инженерно-сейсмометрической станции подлежат индивидуальной градуировке, причем условия градуировки должны максимально соответствовать (в частности, по амплитуде, частотному диапазону, способу крепления первичного преобразователя к конструкции) ожидаемым условиям измерений. При условии проведения в установленном порядке аккредитации метрологической службы организации, эталоны, образцовые средства измерений и оборудование, используемые для градуировки первичных преобразователей, допускается применять также для периодических поверок (калибровок) измерительной системы в соответствии с установленным межповерочным (межкалибровочным) интервалом.
7.7 Первичные преобразователи и другие средства измерений, подлежащие периодической поверке (калибровке), должны иметь действующие сертификаты поверки.
7.8 В состав инженерно-сейсмометрической станции должны входить только первичные преобразователи утвержденных типов, которые надлежащим образом включены в государственный реестр средств измерений, допущенных к применению на территории Российской Федерации.
7.9 Первичные преобразователи рекомендуется выбирать с наименьшей собственной погрешностью.
7.10 Необходимо обеспечить надежное крепление первичных преобразователей к несущим конструкциям здания или сооружения для получения достоверных значений контролируемых параметров.
7.11 При проектировании инженерно-сейсмометрической станции необходимо учитывать габариты первичных преобразователей и показатели энергопотребления.
7.12 Для размещения первичных преобразователей и источников электропитания первичных преобразователей проектируют установочное устройство в измерительных пунктах в виде специальных монолитных железобетонных или кирпичных ниш или тумб, или уступов, консолей, жестко соединенных с несущими конструкциями здания и оборудованных закрывающимися на замок металлическими крышками.
7.13 Конструкции ниши, тумбы, уступа, консоли, металлической крышки должны обеспечивать подводку необходимых линий связи и их надежную коммутацию с первичным преобразователем (в случае проводной связи), отсутствие экранирования приемопередатчика первичного преобразователя (в случае беспроводной связи).
7.14 Конструкция ниши, тумбы, уступа, консоли, металлической крышки должна также обеспечивать доступ к находящемуся внутри него первичному преобразователю и источнику электропитания для их периодического технического обслуживания.
7.15 Ниши, тумбы, уступы, консоли, устраивают при возведении здания или сооружения, его реконструкции или капитальном ремонте, а также в случае решения собственника по оснащению здания или сооружения инженерно-сейсмометрической станцией.
7.16 При проектировании системы связи между первичными преобразователями измеряемых величин и подсистемой сбора информации инженерно-сейсмометрические станции выбирают между проводной и беспроводной системами связи.
7.17 При выборе системы связи необходимо учитывать, что проводная система связи не требует технического обслуживания в течение всего периода эксплуатации инженерно-сейсмометрической станции и является более помехозащищенной.
7.18 Беспроводная связь не должна ухудшать экологические показатели внутри здания или сооружения по электромагнитному излучению.
7.19 Для проектирования проводной системы связи на основе схемы размещения первичных преобразователей разрабатывают схему прокладки кабелей в соответствии действующими нормативными документами и выбирают необходимые типы и марки разъемов и кабелей в соответствии с техническими характеристиками применяемой аппаратуры.
7.20 При проектировании проводной системы связи для вновь возводимых, реконструируемых, капитально ремонтируемых зданий или сооружений в их конструкции предусматривают устройство специальных коробов или каналов, а для зданий или сооружений, находящихся в эксплуатации, проектируют прокладку кабелей в местах, защищенных от механических повреждений и влияния электромагнитного излучения.
7.21 При проектировании беспроводной системы связи между первичными преобразователями и подсистемой сбора информации инженерно-сейсмометрические станции на основе схемы размещения первичных преобразователей разрабатывают схему размещения приемопередатчиков и (при необходимости) ретрансляторов.
7.22 Выбор программных и аппаратных средств инженерно-сейсмометрических станций проводят исходя из быстродействия и объемов входных данных (сигналов) при регистрации и хранении цифровых выходных сигналов первичных преобразователей.
7.23 Питание инженерно-сейсмометрической станции допускается осуществлять от промышленной электрической сети, но обязательно должен быть предусмотрен автономный источник электрического питания.
7.24 Измерительный пункт на грунте должен представлять собой помещение площадью 5 м2 с хорошей гидроизоляцией стен, потолка и входного люка или двери. Внутри пункта обязательна принудительная вентиляция и наличие источника света. Приборы устанавливают на бетонные постаменты высотой 40–60 см над уровнем пола. Постаменты заглубляют ниже уровня промерзания грунтов. Конструктивная схема рекомендуемого измерительного пункта на грунте представлена в приложении В.
8. Режимы работы инженерно-сейсмометрических станций
8.1 Работа инженерно-сейсмометрической станции должна предусматривать три режима: ждущий режим, оперативный режим и режим работы по сигналу оператора.
8.2 В ждущем режиме первичные преобразователи инженерно-сейсмометрической станции не осуществляют регистрацию информации.
8.3 В ждущем режиме электропитание станции инженерно-сейсмометрических наблюдений осуществляется от промышленной электросети и лишь при достаточно сильных землетрясениях, когда может возникнуть повреждение электросети (во время уже оперативного режима), необходим автоматический переход на автономное аккумуляторное питание.
8.4 При превышении установленного для инженерно-сейсмометрических станций критического уровня воздействия должен автоматически вырабатываться сигнал на перевод станции в оперативный режим работы.
8.5 Автоматическое переключение источника питания должно осуществляться без существенных перепадов параметров электропитания. Аналогичный переход на автономное питание должен предусматриваться в случаях аварий или временного прекращения подачи промышленной электроэнергии при отсутствии землетрясения.
8.6 Перед или в самом начале землетрясения для снижения опасности от аварий необходимо чтобы инженерно-сейсмометрическая станция вырабатывала при заданном уровне(ях) сейсмических колебаний в заданных точках электрический сигнал по автоматическому прекращению технологического процесса производства и организации защитных мероприятий для особо опасных зданий и сооружений.
8.7 Защитные мероприятия должны осуществляться автоматически в режиме реального времени с опережением опасного уровня сейсмического сигнала.
8.8 Запуск станции целесообразно производить из одной измерительной точки (как правило, расположенной на грунте). Для некоторых объектов (высотных, протяженных, с сильно различающимися механическими свойствами в пространстве, с потенциально опасными технологиями) одной точки запуска недостаточно.
8.9 Если инженерно-сейсмометрическая станция проектируется для протяженного здания, тоннеля, протяженного моста и т. д., то запуск первичных преобразователей необходимо осуществлять, как минимум, в двух крайних противоположных точках. Это позволит сохранить полезную информацию при любом направлении сейсмического воздействия.
8.10 Для высотного здания или сооружения запуск для устранения потери полезной информации целесообразно осуществлять с точки на грунте и с точки на самом сооружении. Такая система запуска особенно важна, если здание или сооружение оборудовано системой активной сейсмозащиты. В этом случае первичные преобразователи включаются от той или иной точки в зависимости от исходного воздействия и реальной работы конструкции.
9. Требования к синхронизации регистраций на инженерно-сейсмометрических станциях
9.1 Для получения инженерно-сейсмометрической исходной информации при идентификации динамических параметров зданий и сооружений требуется организация единовременного, анализируемого запуска регистрирующих первичных преобразователей инженерно-сейсмометрических станций, находящихся в ждущем режиме работы, и осуществление измерений на станциях в едином времени для всех регистрирующих каналов.
9.2 Для анализа инженерно-сейсмометрической информации особую важность имеет синхронность получаемых на станциях записей. Регистрация информации должна быть организована так, чтобы для любого момента времени по записям было возможным определить значения зарегистрированных величин движения элементов здания или сооружения и участков прилегающего грунта при землетрясениях.
9.3 На инженерно-сейсмометрической станции используют способ многоканальной регистрации сейсмических колебаний, состоящий в регистрации сейсмических колебаний трехканальными первичными преобразователями, работающими в группе, когда запуск первичных преобразователей и подача синхронизирующей разовой временной метки осуществляется от блока выработки команд.
9.4 Многоканальная регистрация сейсмических колебаний на инженерно-сейсмометрических станциях должна быть организована по одному из двух способов: централизованному или децентрализованному способу регистрации.
9.5 При централизованном способе первичные преобразователи, воспринимающие сейсмические колебания и преобразующие их в электрические сигналы, должны располагаться на различных элементах здания или сооружения и в различных местах прилегающего грунта. По каналам связи электрические сигналы поступают на центральное регистрирующее устройство, в котором имеются единые отметчики времени и носитель информации, производящий регистрацию при переходе станции в оперативный режим работы.
9.6 При децентрализованном способе регистрация движения элементов здания или сооружения и участков прилегающего грунта при землетрясениях осуществляется независимо раздельными первичными преобразователями, конструктивно объединенными со своими отметчиками времени и носителями информации.
При таком способе первичные преобразователи должны обладать высокой степенью защищенности как от самих сейсмических воздействий, так и от вторичных отрицательных явлений, порождаемых этими воздействиями, и иметь свои независимые автономные источники электропитания.
При отсутствии связей между первичными преобразователями, рассредоточения носителя информации и источников электропитания по зданию или сооружению, а также повышенной сейсмозащищенности носителей информации надежность децентрализованного способа регистрации выше по сравнению с централизованным.
9.7 При проектировании инженерно-сейсмометрических станций необходимо учитывать, что при децентрализованном способе регистрация обладает некоторыми негативными особенностями, снижающими информативность результатов наблюдений:
- результаты наблюдений, произведенные отдельными первичными преобразователями независимы и не совмещены во времени;
неодновременность включения первичных преобразователей станции, приводит к потере полезной информации, – так как акселерограф, установленный, например, на покрытии здания или сооружения, может уже значительную часть времени проработать, а акселерограф, установленный на грунте, еще не включиться.
9.8 В случаях, когда в зданиях и сооружениях возможны разрушения, единственно надежным и испытанным способом получения информации о колебаниях различных элементов здания или сооружения является децентрализованный способ автономной регистрации.