Акселерограф можно назвать прибором для измерения сильных движений или сейсмографом , или просто акселерометром землетрясений . Обычно они представляют собой автономную коробку, в состав которой раньше входил бумажный или пленочный самописец [1] (аналоговый прибор), но теперь они часто записывают непосредственно на цифровые носители, а затем данные передаются через Интернет . [2]
Акселерографы полезны в тех случаях, когда землетрясение настолько сильное, что более чувствительные сейсмометры выходят за пределы шкалы. Существует целая наука о сильных движениях грунта , посвященная изучению сотрясений в окрестностях землетрясений (примерно в пределах 100 км от разрыва разлома).
Акселерографы регистрируют ускорение земли во времени. Эту запись часто называют акселерограммой, записью сильного движения или временной историей ускорения. На основании этой записи можно рассчитать меры интенсивности сильных движений (ИМ, также называемые параметрами). [3] Самый простой из них — пиковое ускорение грунта (PGA). Другие IM включают интенсивность Арии , пиковую скорость грунта (PGV), для которой акселерограмму необходимо проинтегрировать один раз, пиковое смещение грунта (PGD), для которого требуется двойное интегрирование. Часто рассчитывается спектр реакции , чтобы показать, как землетрясение повлияет на конструкции с различными собственными частотами или периодами. Эти наблюдения полезны для оценки сейсмической опасности территории.
Помимо инженерных применений, акселерограммы также полезны для изучения землетрясений с научной точки зрения. Например, акселерограммы можно использовать для восстановления подробной истории разрушения вдоль разлома во время землетрясения, что было бы невозможно с помощью сейсмограмм, полученных от стандартных инструментов, поскольку они были бы слишком далеко, чтобы можно было различить детали. Примером акселерографа, который был создан для улучшения знаний о землетрясениях вблизи источника, а также о распространении землетрясений, является эксперимент Паркфилда, в котором использовался огромный набор инструментов для сильных движений. [4]
Внутри акселерографа расположены три чувствительные головки акселерометра . В современных недорогих приборах это обычно микросхемы ( MEMS ), чувствительные к одному направлению. [5] Созданный таким образом акселерометр может измерять полное движение устройства в трех измерениях.
В отличие от непрерывно записывающего сейсмометра, акселерометры почти всегда работают в триггерном режиме. Это означает, что необходимо установить уровень ускорения, при котором начнется процесс записи. Для аналоговых и старых цифровых инструментов это значительно затрудняет обслуживание без прямого подключения к Интернету (или каких-либо других средств связи). После сильного землетрясения было совершено множество поездок к акселерометрам только для того, чтобы обнаружить, что память заполнена посторонними шумами или прибор неисправен.
Акселерометры используются для мониторинга реакции сооружений на землетрясения. Анализ этих записей, а также сотрясений, зафиксированных у основания конструкции, может улучшить проектирование зданий с помощью сейсмостойких технологий .