基于LabVIEW 和PXI技術的核電站數字地震監測系統設計與應用

　　我國在"九五"、"十五"、"十一五"三個關鍵時期，耗資數十億元，建立了全國數字化地震臺網和地殼運動觀測網絡，以及實施了中國地震數字化網絡工程，就是為了進一步對地球的各種內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，我國是遭受地震災害最嚴重的國家之一，20世紀全世界發生的7級以上地震中，中國占35%.

　　本文介紹以LabVIEW、PXI技術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字地震監測系統。應用美國NI公司LabVIEW系統開發平臺（包信號處理軟件）、先進的PXI技術和地震動測量傳感器，在較短時間內，研制成功了基于虛擬儀器的核電站數字地震監測系統，有力地支持了中國核電站的發展。該監測系統地震信號處理功能強大，信息表達豐富、多樣、人機界面友好。它的主要功能是，實時監測地震加速度隨時間變化過程，并判別真偽地震，當地震信號超過報警閾值時，顯示、記錄地震加速度峰值并向主控室發出報警信號；采集記錄地震加速度反應時程數據，計算基礎地面設備加速度響應譜和設計響應譜，并與理論設計響應譜進行比較，以驗證抗震I 類構筑物和設備的抗震設計是否合理，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合是目前儀器發展的一個重要方向。粗略地說這種結合有兩種方式，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，目前已經出現含嵌入式系統的儀器。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為依托，實現各種儀器功能。虛擬儀器主要是指這種方式。

　　基礎地面設備地震動測量原理

　　設一基礎地面設備的單自由度模型如圖1所示：

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

　　按照ASME規范的規定，根據計算所得的加速度響應譜曲線，按頻率± 15% 拓寬加速度響應譜峰值點，然后平行連接生成相應的設計響應譜曲線。

　　核電站數字地震監測系統

　　目前，已經完成了地震網絡計算支撐平臺的基本構架，初步實現計算應用系統的計算應用資源注冊管理、任務分發與調度管理、集群計算資源管理、用戶認證與訪問管理等功能，基本完成了"加卸載響應比時空掃描地震預測"、"各向異性殼幔結構反演"、"地殼應力場分析"和"構造變形場模擬"的計算模型并行重構和應用程序的設計，并開始網絡計算應用試驗。