سال 6، شماره 2 - ( دو فصل‌نامه انجمن مهندسی صوتیات ايران پاییز و زمستان 1397 )
جلد 6 شماره 2 صفحات 59-46 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Rahmati Ahmadabadi M, Esmaeelzadeh Khadem S, Rasekh M. Design and performance analysis of a seismic grade resonance nano accelerometer. مجله انجمن علوم صوتی ایران (مهندسی صوتیات سابق) 2019; 6 (2) :46-59
URL: http://joasi.ir/article-1-136-fa.html
URL: http://joasi.ir/article-1-136-fa.html
رحمتی احمدآبادی میثم، اسماعیل‌زاده خادم سیامک، راسخ مسعود. طراحی و تحلیل عملکرد یک نانوشتاب‌سنج بازآوایشی (رزونانسی) با کاربرد پایش امواج زمین‌صوتی. مجله انجمن علوم صوتی ایران (مهندسی صوتیات سابق). 1397; 6 (2) :46-59
چکیده: (3853 مشاهده)
در این مقاله، طراحی و تحلیل عملکردی یک نانوحسگر بازآوایشی برای رصد زمین‌لرزه با کاربرد اندازهگیری امواج بسامد پایین زمین صوتی پیشنهاد شده است. الگوی ارائه شده از یک جرم معیار که توسط تکیه‌گاه به زیرلایه متصل شده و یک نانوتیر که در نزدیکی محل اتصال تکیه‌گاه قرار دارد، تشکیل شده است. این نانوتیر را می‌توان یک نوسانگر دوسردرگیر در نظر گرفت که با نیروی برقی‌ایستایی (الکترواستاتیک) تحریک میشود. وارد شدن شتاب به جرم معیار موجب ایجاد نیروی کششی یا فشاری به صورت محوری در نوسانگر میشود. نیروی محوری وارد شده بر تیر منجر به تغییر انرژی پتانسیل ذخیره شده در تیر و در نتیجه تغییر بسامد طبیعی سامانه میشود. بنابراین، با اندازهگیری مقدار تغییر در بسامد طبیعی می‌توان شتاب وارده به جرم معیار را اندازه گرفت. به علاوه، بر روی دو طرف نوسانگر، لایه‌ای از ماده‌ی پیزوالکتریک قرار گرفته است که با اعمال ولتاژ به آن می‌توان عملکرد حسگر را بهبود بخشید. در ابتدا، معادلات حاکم بر نانوحسگر با استفاده از اصل همیلتون به دست می‌آیند که شامل نیروهای برقی‌ایستایی (الکترواستاتیک) با اثر میدان فرینج، میرایی، پیزوالکتریک، کزیمیر و غیرخطی ناشی از اثرات کششی است. در ادامه، معادلات با روش عددی انتگرال‌گیری مستقیم حل شده‌اند. عملکرد نانوحسگر از طریق نتایج شبیه‌سازی بررسی شده که شامل عملکرد دینامیکی ابزار، حساسیت، تفکیک‌پذیری، پهنای باند، برد دینامیک و مقاومت سازه‌ای میشود. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهند که ابزار پیشنهاد شده می‌تواند در اندازهگیری امواج فروآوا و بسامد پایین زمین‌صوتی، عملکرد بهتری در مقایسه با حسگرهای تجاری ریز و کلان (میکرو و ماکرو) داشته باشد.
واژه‌های کلیدی: نانوحسگر، رصد زمین‌لرزه، دینامیک غیرخطی، بازآوایشگر، شیوه مقیاس‌های زمانی چندگانه، فراآوایی، زمین‌صوتی.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
زمین‌صوتیّات
دریافت: 1397/10/1 | پذیرش: 1397/11/12 | انتشار: 1397/12/28
دریافت: 1397/10/1 | پذیرش: 1397/11/12 | انتشار: 1397/12/28
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |