基于LabVIEW 和PXI技術(shù)的核電站數(shù)字地震監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

　　我國在"九五"、"十五"、"十一五"三個關(guān)鍵時期，耗資數(shù)十億元，建立了全國數(shù)字化地震臺網(wǎng)和地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)，以及實施了中國地震數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)工程，就是為了進一步對地球的各種內(nèi)在機理有一個深入的研究和理解。地震總是給人類以最沉重的打擊，我國是遭受地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，20世紀(jì)全世界發(fā)生的7級以上地震中，中國占35%.

　　本文介紹以LabVIEW、PXI技術(shù)和地震動測量傳感器 ,研制成功的基于虛擬儀器的核電站數(shù)字地震監(jiān)測系統(tǒng)。應(yīng)用美國NI公司LabVIEW系統(tǒng)開發(fā)平臺（包信號處理軟件）、先進的PXI技術(shù)和地震動測量傳感器，在較短時間內(nèi)，研制成功了基于虛擬儀器的核電站數(shù)字地震監(jiān)測系統(tǒng)，有力地支持了中國核電站的發(fā)展。該監(jiān)測系統(tǒng)地震信號處理功能強大，信息表達(dá)豐富、多樣、人機界面友好。它的主要功能是，實時監(jiān)測地震加速度隨時間變化過程，并判別真?zhèn)蔚卣?，?dāng)?shù)卣鹦盘柍^報警閾值時，顯示、記錄地震加速度峰值并向主控室發(fā)出報警信號；采集記錄地震加速度反應(yīng)時程數(shù)據(jù)，計算基礎(chǔ)地面設(shè)備加速度響應(yīng)譜和設(shè)計響應(yīng)譜，并與理論設(shè)計響應(yīng)譜進行比較，以驗證抗震I 類構(gòu)筑物和設(shè)備的抗震設(shè)計是否合理，或判別是否需要對某些物項實施地震后檢查。

　　虛擬儀器（virtual instrument）是基于計算機的儀器。計算機和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個重要方向。粗略地說這種結(jié)合有兩種方式，一種是將計算機裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。隨著計算機功能的日益強大以及其體積的日趨縮小，這類儀器功能也越來越強大，目前已經(jīng)出現(xiàn)含嵌入式系統(tǒng)的儀器。另一種方式是將儀器裝入計算機。以通用的計算機硬件及操作系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式。

　　基礎(chǔ)地面設(shè)備地震動測量原理

　　設(shè)一基礎(chǔ)地面設(shè)備的單自由度模型如圖1所示：

　　對上述方程（7）、（8）和（9），應(yīng)用兩階牛頓向前插值公式進行數(shù)值計算，最后獲得地面設(shè)備的加速度響應(yīng)譜曲線。

　　按照ASME規(guī)范的規(guī)定，根據(jù)計算所得的加速度響應(yīng)譜曲線，按頻率± 15% 拓寬加速度響應(yīng)譜峰值點，然后平行連接生成相應(yīng)的設(shè)計響應(yīng)譜曲線。

　　核電站數(shù)字地震監(jiān)測系統(tǒng)

　　目前，已經(jīng)完成了地震網(wǎng)絡(luò)計算支撐平臺的基本構(gòu)架，初步實現(xiàn)計算應(yīng)用系統(tǒng)的計算應(yīng)用資源注冊管理、任務(wù)分發(fā)與調(diào)度管理、集群計算資源管理、用戶認(rèn)證與訪問管理等功能，基本完成了"加卸載響應(yīng)比時空掃描地震預(yù)測"、"各向異性殼幔結(jié)構(gòu)反演"、"地殼應(yīng)力場分析"和"構(gòu)造變形場模擬"的計算模型并行重構(gòu)和應(yīng)用程序的設(shè)計，并開始網(wǎng)絡(luò)計算應(yīng)用試驗。