基于LabVIEW 和PXI技术的核电站数字地震监测系统设计与应用

　　我国在"九五"、"十五"、"十一五"三个关键时期，耗资数十亿元，建立了全国数字化地震台网和地壳运动观测网络，以及实施了中国地震数字化网络工程，就是为了进一步对地球的各种内在机理有一个深入的研究和理解。地震总是给人类以最沉重的打击，我国是遭受地震灾害最严重的国家之一，20世纪全世界发生的7级以上地震中，中国占35%.

　　本文介绍以LabVIEW、PXI技术和地震动测量传感器 ,研制成功的基于虚拟仪器的核电站数字地震监测系统。应用美国NI公司LabVIEW系统开发平台（包信号处理软件）、先进的PXI技术和地震动测量传感器，在较短时间内，研制成功了基于虚拟仪器的核电站数字地震监测系统，有力地支持了中国核电站的发展。该监测系统地震信号处理功能强大，信息表达丰富、多样、人机界面友好。它的主要功能是，实时监测地震加速度随时间变化过程，并判别真伪地震，当地震信号超过报警阈值时，显示、记录地震加速度峰值并向主控室发出报警信号；采集记录地震加速度反应时程数据，计算基础地面设备加速度响应谱和设计响应谱，并与理论设计响应谱进行比较，以验证抗震I 类构筑物和设备的抗震设计是否合理，或判别是否需要对某些物项实施地震后检查。

　　虚拟仪器（virtual instrument）是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。虚拟仪器主要是指这种方式。

　　基础地面设备地震动测量原理

　　设一基础地面设备的单自由度模型如图1所示：

　　对上述方程（7）、（8）和（9），应用两阶牛顿向前插值公式进行数值计算，最后获得地面设备的加速度响应谱曲线。

　　按照ASME规范的规定，根据计算所得的加速度响应谱曲线，按频率± 15% 拓宽加速度响应谱峰值点，然后平行连接生成相应的设计响应谱曲线。

　　核电站数字地震监测系统

　　目前，已经完成了地震网络计算支撑平台的基本构架，初步实现计算应用系统的计算应用资源注册管理、任务分发与调度管理、集群计算资源管理、用户认证与访问管理等功能，基本完成了"加卸载响应比时空扫描地震预测"、"各向异性壳幔结构反演"、"地壳应力场分析"和"构造变形场模拟"的计算模型并行重构和应用程序的设计，并开始网络计算应用试验。