Симметричные трёхкомпонентные вращательные пьезосейсмометры

Рассмотрены возможности конструктивной реализации вращательных сейсмометров с использованием принципиально новых двух- и четырёхэлементных пьезодатчиков вращений. На основе подробного рассмотрения существующих пьезоакселерометров для сильных землетрясений предложены конструкции трёхкомпонентных вращательных пьезоакселерометров с симметричным относительно вертикали расположением компонент. Приведен расчёт прибора, пригодного для скважинных наблюдений. Отмечена перспективность использования новых современных пьезоматериалов.

Ключевые слова: пьезопреобразователи, вращательные сейсмометры, сильные движения при землетрясениях, параметры вращательных сейсмических колебаний, пьзоэлектрические акселерометры

Цитируйте эту статью как: Фремд В.М. Симметричные трёхкомпонентные вращательные пьезосейсмометры // Сейсмические приборы. 2019. Т. 55, № 4. C.40–50. https://doi.org/ 10.21455/ si2019.4-4

Голицын Б.Б. Лекции по сейсмометрии. СПб.: Императорская Академия наук, 1912. 654 с.

Голицын Б.Б. Прибор для непосредственного определения ускорений // Изв. Акад. наук. 6-я сер. 1915. Т. IX, № 11. С.1093–1116.

Лущейкин Г.А. Новые полимерсодержащие пьезоэлектрические материалы // Физика твердого тела. 2006. Т. 48, вып. 6. С.963–964.

НКТБ “Пьезоприбор” ЮФУ. Каталог: Пьезокерамические элементы.

Фремд В.М. Пьезоэлектрический сейсмоприёмник для сильных движений // Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1962. № 5. C.88–94.

Фремд В.М. Трёхкомпонентный пьезоэлектрический сейсмоакселерометр с общей инертной массой // Сейсмические приборы. 1969. Вып. 5. С.48–50.

Фремд В.М. Вращательный стенд для калибровки акселерометров // Бюлл. по инженерной сейсмологии. 1973. № 8. С.110–112.

Фремд В.М. Инструментальные средства и методы регистрации сильных землетрясений. М.: Наука, 1978. 176 с.

Фремд В.М. Трёхкомпонентный пьезоэлектрический сейсмометр: Авторское свидетельство СССР. Патент № 4946986/25. 1988.

Фремд В.М. Трёхкомпонентные симметричные пьезоэлектрические акселерометры // Сейсмические приборы. 1990. Вып. 21. С.23–25.

Фремд В.М. Модульный трёхкомпонентный пьезоэлектрический сейсмометр // Сейсмические приборы. 1991. Вып. 22. С.31–33.

Фремд В.М. Пьезоэлектрические вращательные акселерометры // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 3. С.87–96. https://doi.org/10.21455/si2017.3-7

Фремд В.М., Галстян Г.Е., Забелин М.В. Трёхкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр АПТ-1 // Сейсмические приборы. 1972. Вып. 6. С.9–14.

Фремд В.М., Осинская С.Е Трёхкомпонентный пьезоэлектрический сейсмометр ТПС // Сейсмические приборы. 1975. Вып. 8. С.165–166.

Фремд В.М., Уломов И.В. Трёхкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр Фремда: Авторское свидетельство СССР. Патент № 1377799. 1986.

Chiu Hung-Chie, Fang-Ju Wu, Huey-Chu Huang. Rotational Motions Recorded at Hualien During the 2012 Wutai, Taiwan Earthquake. TAO Terresrial, Atmospheric and Oceanic Sciences. DOI: 10.3319/TAO.2012.10.22.01(T)

Curie J., Curie P. Development, via compression, of electric polarization in hemihedral crystals with inclined faces // Bulletin de la Societe de Minerologique de France. 1880. V. 3. P.90–93.

Jaroszewicz L.R., Wiszniowski J. Measurement of short-period weak rotation signals // Physics of Asimmetric Continuum: Extreme and Fracture Processes: Earthquake Rotation and Soliton Waves / Eds. R. Teisseyre, H. Hiroyuki Nahahama, E. Majewski. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2008. P.17–47. https://doi.org/10.1007/978-3-540-68360-5

Piezoelectric_Ceramic_Products: http://www.dyneos-test3.keepfree.de/service-downloads/service-downloads_E_static.html

Shockeley W. A unipolar field effect transistor // Proc. IRE. 1952. V. 40, N 11. P.1365–1376.

Stupazzini M., de la Puente J., Smerzini Ch., Käser M., Igel H., Castellani A. Study of rotational ground motion in the near field region // Bull. Seismol. Soc. Amer. 2009. V. 99(2B). P.1271–1286.

Takeo M. Ground rotational motions recorded in near source region of earthquakes // Geophysical Research Letters. 1998. V. 25, N 6. P.789–792.

ФРЕМД Виктор Максимович – профессор, доктор технических наук, кандидат физико-математических наук, Консалтинговая компания, Калгари, Канада. 15320 Bannister Rd. SE, Apt. 304, Calgary T2X 1Z6, Alberta, Canada. Тел.: +11(403) 265-56-49, +1(587) 889-33-25. E-mail: vfremd@gmail.com

English Translation: Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online),

Abstract. The possibilities of constructive realization of rotational seismometers with the use of fundamentally new two-and four-element piezoelectric rotation sensors are considered. On the basis of detailed review of existing piezoelectric accelerometers for strong earthquakes design of three-component rotational piezoelectric accelerometers symmetric with respect to the vertical location component is proposed. The calculation of the instrument suitable for well observations is given. The prospects of using the new modern piezoelectric materials are noted.

Keywords: piezoelectric transducers, rotational seismometers, strong motion, parameters of rotational seismic vibrations, piezoelectric accelerometers

FREMD Viktor Maksimovich – Professor, Doctor of Technical Sciences, consultant, Consulting Company, Calgary, Canada. 15320 Bannister Rd. SE, Apt. 304, Calgary T2X 1Z6, Alberta, Canada. Phone: +1(403) 265-56-49. E-mail: vfremd@gmail.com

Cite this article as: Fremd V.M. Symmetric three-component rotational piezoelectric seismometers, Seismicheskie Pribory, 2019, Vol. 55, no. 4, pp. 40–50. (in Russian). https://doi.org/10.21455/ si2019.4-4

English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990), 2020, Volume 56.

СЕЙСМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ. 2019. Том 55. № 4. C.40–50. https://doi.org/10.21455/si2019.4-4