EP3049832A1 - Capteur sismique - Google Patents

Capteur sismique

Info

Publication number
EP3049832A1
EP3049832A1 EP14796202.1A EP14796202A EP3049832A1 EP 3049832 A1 EP3049832 A1 EP 3049832A1 EP 14796202 A EP14796202 A EP 14796202A EP 3049832 A1 EP3049832 A1 EP 3049832A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mass
seismic sensor
seismic
sensor
suspension
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14796202.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Guillaume DELEGLISE
Julie ALLIBE
Gael BALIK
Jean-Philippe BAUD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP3049832A1 publication Critical patent/EP3049832A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/18—Receiving elements, e.g. seismometer, geophone or torque detectors, for localised single point measurements
    • G01V1/181—Geophones

Definitions

  • the present application relates to a seismic sensor, in particular a sensor adapted to the measurement of the seismic movements of small amplitudes and adapted to the vibratory control of a mechanical structure.
  • An example of use of seismic sensors is the dynamic stabilization of a mechanical structure.
  • particle accelerators particle beams, in particular electrons or positrons, are accelerated and focused by several hundred modules.
  • Particle accelerators in progress may include several hundred beam acceleration and focusing modules.
  • These future particle accelerator projects target nanoscale beam sizes, which implies that each module is positioned and stabilized with an accuracy of a few tenths of a nanometer to ensure the proper positioning of the beams.
  • the position of each module is controlled by one or more actuators for compensate for any disturbances, including seismic movements that are measured by seismic sensors.
  • seismic sensors include a mass, called a seismic mass, which can be associated with a suspension acting as a spring.
  • the seismic sensor may correspond to an accelerometer generally measuring the acceleration of the seismic mass or to a velocimeter measuring its velocity.
  • the seismic sensor For the vibratory control of particle accelerators, the seismic sensor must detect both natural seismic movements, which are generally observed on the frequency spectrum below a few hertz and the cultural seismic movements produced by man, observed on the spectrum from a few hertz.
  • the seismic sensor must therefore be able to detect movements or seismic waves over a relatively wide frequency range, for example ranging from 0.01 Hz to 500 Hz, and this for small amplitudes.
  • Velocimeter type seismic sensors are more suitable for low frequency measurement.
  • the products marketed by Guralp Systems under the names CMG-6T and CMG-3ESP are suitable respectively for measuring frequencies ranging from 0.033 to 100 Hz and from 0.0083 to 50 Hz.
  • Seismic sensors accelerometer type currently available have an operating range whose upper limit may exceed 500 Hz but whose lower limit is generally greater than a few hertz for amplitudes of seismic motion in calm conditions, that is to say for amplitudes of displacement below the saturation limit of the seismic sensor.
  • a disadvantage is that, to measure a seismic movement over the frequency range between 0.01 Hz and 500 Hz, it is necessary to use both an accelerometer type seismic sensor and a velocity-type seismic sensor. In the case of dynamic stabilization of a particle accelerator, the use of several hundred sensors seismics may be necessary, leading to significant costs and congestion.
  • An object of an embodiment is to provide a seismic sensor that overcomes all or some of the disadvantages of conventional seismic sensors.
  • the seismic sensor has a range of operation straddling the operating range of a conventional velocimeter type sensor and a conventional accelerometer type seismic sensor.
  • the seismic sensor has an operating range whose upper limit is greater than the upper limit of a seismic sensor of the current velocimeter type.
  • the seismic sensor has an operating range whose lower limit is lower than the lower limit of a current accelerometer type seismic sensor.
  • the structure of the seismic sensor and its modeling are simple.
  • the seismic sensor can easily be used in a dynamic stabilization system of a structure.
  • the bulk of the seismic sensor is reduced.
  • an embodiment provides a seismic sensor for seismic waves of frequencies between 0.05 Hz and 500 Hz comprising a mass, at least one suspension element of the mass connected to a sensor body and a displacement measuring device. of the mass with respect to the sensor body, the assembly formed by the mass and the suspension element having a resonance frequency between 5 Hz and 300 Hz.
  • the measurement device provides at least a first signal
  • the seismic sensor further comprising a processing module adapted to provide a second signal equal to the first corrected signal from the inverse of the transfer function of the seismic sensor.
  • the suspension element comprises an outer ring, a central portion connected to the ground and at least two arms connecting the outer ring to the central portion.
  • each arm is substantially rectilinear.
  • the senor comprises a network of interconnected arms connecting the outer ring to the central portion.
  • each arm extends in a spiral.
  • the senor comprises two suspension elements, the mass being maintained between the two suspension elements.
  • the measuring device comprises a non-contact sensor for moving the mass relative to the sensor body.
  • the non-contact sensor is a capacitive, optical, magnetic or inductive displacement sensor.
  • the suspension element is made of a material chosen from the group comprising steel, aluminum and a composite material.
  • the suspension element corresponds to a printed circuit.
  • the non-contact sensor is a capacitive displacement sensor and the suspension element comprises a conductive track extending by a conductive pad forming an electrode of the capacitive displacement sensor.
  • the seismic sensor further comprises an additional mass and at least one additional suspension element of the additional mass. connected to the support and an additional device for measuring the displacement of the additional mass relative to the support, the assembly formed by the additional mass and the additional suspension element having a resonance frequency of between 5 Hz and 300 Hz.
  • the mass is traversed by an opening and the additional mass is at least partly housed in the opening and distant from the mass.
  • the operating frequency range of the seismic sensor is from 0.01 Hz to 500 Hz and the mass-spring assembly has a resonance frequency of between 1 Hz and 300 Hz.
  • the suspension element delimits with the sensor body a sealed enclosure comprising a gas at a pressure strictly greater than atmospheric pressure.
  • An embodiment also provides a dynamic stabilization system of a structure, comprising at least:
  • a seismic sensor as defined above, adapted to provide a signal representative of the movements of the ground and / or the structure;
  • a processing module adapted to provide a control signal
  • an actuator connected to the structure, receiving the control signal and adapted to move the structure to compensate for ground motions.
  • Figure 1 is a perspective view of an embodiment of a seismic sensor
  • Figure 2 is a cutaway perspective view of the seismic sensor of Figure 1;
  • Figure 3 is a perspective view of the relative distance measuring device of the seismic sensor of Figure 1 and its adjustable holding device;
  • FIG. 4 represents an evolution curve of the amplitude of the accelerating transfer function of the seismic sensor of FIG. 1;
  • FIGS. 5A to 5D show evolution curves of the power spectral density of the relative displacement measured by the seismic sensor for different resonance frequencies of the seismic sensor
  • FIG. 6 represents, in the form of a block diagram, another embodiment of a seismic sensor containing for example the seismic sensor of FIG. 1;
  • FIG. 7 represents an evolution curve of a compensation function implemented by the seismic sensor of FIG. 6;
  • FIGS. 8A, 8B, 8C show evolution curves of the power spectral density of the seismic movement measured by a seismic sensor according to the embodiment shown in FIG. 6 with and without correction, and by a known velocimeter-type sensor ( CMG-6T) for comparison and measured for a pair of parameters (resonance frequency, damping) of the seismic sensor;
  • CMG-6T velocimeter-type sensor
  • FIG. 9 is a figure similar to FIG. 8C for another pair of parameters (resonance frequency, damping) of the seismic sensor;
  • FIG. 10 represents evolution curves of the power spectral density of the relative displacement measured by a seismic sensor according to the embodiment represented in FIG. 6 without correction and the spectral power density of the reading electronics of the detection device. relative distance measured empty;
  • FIG. 11 represents curves of evolution of the power spectral density of the relative displacement measured by a known seismic sensor of velocimeter type and the density noise power spectral of this seismic sensor measured according to the corrected difference method;
  • Figure 12 shows, in the form of a block diagram, an embodiment of a dynamic stabilization system of a mechanical structure containing for example the seismic sensor of Figure 1;
  • Figures 13 and 14 show further embodiments of a suspension element of a seismic sensor
  • FIG. 15 represents another embodiment of the device for measuring the relative distance of a seismic sensor and of its adjustable holding device
  • Fig. 16 is a perspective view of another embodiment of a seismic sensor
  • Figure 17 is a perspective view of another embodiment of the mass-spring assembly of a seismic sensor
  • Fig. 18 is a sectional view of the spring-mass assembly of Fig. 17;
  • Fig. 19 is a bottom, partial and schematic view of another embodiment of a suspension member with integrated relative distance detection.
  • Figures 20 and 21 are sectional perspective views of other embodiments of a seismic sensor.
  • the seismic sensor 10 comprises a sensor body 11 comprising at least one bottom 12 and annular spacers 20 and 22.
  • the bottom 12 corresponds, for example, to a plate.
  • the elements of the sensor 10 are fixed relative to each other.
  • the body 11 of the sensor may be disposed on the ground whose movements are to be measured and follow the movements of the ground. In the remainder of the description, when reference is made to the movements of the bottom 12 of the sensor, it is understood that the entire body 11 follows the same movements.
  • the seismic sensor 10 comprises a mass 14 which may correspond to a cylindrical element with a circular base of axis ⁇ .
  • ⁇ axis
  • the ⁇ axis is vertical.
  • the ⁇ axis could be different from the vertical direction depending on the type of seismic movements to be measured.
  • the adjectives "lower” and “higher” are defined relative to the center of mass 14.
  • the mass 14 is held by an upper suspension member 16A and a lower suspension member 16B.
  • the mass 14 is located between the two suspension members 16A, 16B.
  • the suspension members 16A, 16B act as a spring and are adapted to deform in the presence of seismic waves.
  • the elements 14, 16A and 16B form the mass-spring assembly 17 of the seismic sensor 10.
  • the outer edge of the lower suspension member 16B rests on the annular spacer 20 which itself is placed on the bottom 12 of the sensor.
  • the outer edge of the upper suspension member 16A rests on the annular spacer 22 which itself rests on the outer edge of the lower suspension member 16B.
  • a device 27 for measuring the relative distance between the body 11 of the sensor and the mass-spring assembly 17 is disposed between the bottom 12 of the sensor and the mass-spring assembly 17, substantially perpendicular to the mass 14.
  • the measuring device 27 comprises a relative distance sensor 24 and an adjustable position holding device 25 of the relative distance sensor 24.
  • the struts 20, 22 and the suspension elements 16A, 16B can be fixed to the bottom 12 by fastening means, not shown, for example by screwing.
  • fastening means not shown, for example by screwing.
  • openings 26 through the suspension members 16A, 16B, the spacers 20, 22 and the bottom 12 and allowing the passage of fastening means, for example threaded rods are shown in Figures 1 and 2.
  • the suspension elements 16A, 16B may have an identical shape. In the remainder of the description, similar or identical parts of the suspension elements 16A, 16B are designated by the same reference followed by the letter “A” for a part belonging to the suspension element 16A and the letter “B” to a part belonging to the suspension element 16B.
  • Each suspension member 16A, 16B comprises an outer ring 30A, 30B, a central portion 32A, 32B and suspension arms 34A, 34B connecting the central portion 32A, 32B to the outer ring 30A, 30B.
  • the suspension elements 16A, 16B may each correspond to a monolithic piece. Alternatively, each suspension element 16A, 16B may comprise several parts assembled to each other. In particular, the central portion 32A, 32B may correspond to a separate part attached to the arms 34A, 34B.
  • Each outer ring 30A, 30B may be circular in shape.
  • the outer ring 30B of the lower suspension element 16B rests on the spacer 20 and the outer ring 30A of the upper suspension element 16A rests on the spacer 22.
  • each arm 34A, 34B extends substantially radially with respect to the axis ⁇ .
  • each arm 34 is rectangular in section.
  • the sensor 10 may comprise from two to ten arms 34A, 34B, for example four arms.
  • Each central portion 32A, 32B may correspond to a cylindrical portion with a circular base, possibly traversed by a cylindrical opening 36A, 36B.
  • the mass 14 may comprise at its base a threaded portion 38 which enters the tapped opening 36B of the central portion 32B of the lower suspension element 16B and which secures the mass 14 to the lower suspension element 16B .
  • the mass 14 may comprise a blind hole 43 at its top.
  • a screw not shown, can be arranged in the blind hole 43 and in the cylindrical opening 36A of the central portion 32A of the upper suspension element 16A to maintain the position of the mass 14 relative to the element upper suspension 16A.
  • the relative displacement sensor 24 is adapted to provide an electrical signal representative of the relative displacement of the mass 14 relative to the bottom 12 of the sensor.
  • it is a non-contact displacement sensor, in particular a capacitive, magnetic, optical or inductive displacement sensor.
  • a capacitive displacement sensor 24 is shown in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, a capacitive displacement sensor 24 is shown.
  • FIG. 3 represents a perspective view of an embodiment of the relative distance measuring device 27 of the seismic sensor 10 shown in FIGS. 1 and 2, comprising the relative distance sensor 24 and its position-keeping device 25.
  • the relative distance sensor 24 comprises two electrodes 40, 42.
  • the electrode 40 is fixed to the central portion 32B of the lower suspension element 16B, not shown in FIG. 3.
  • the adjustable position holding device 25 comprises a support 44 which is held on a base 46 by means of guiding and adjusting means 48 of the position of the support 44 relative to the base 46.
  • the electrode 42 is fixed to the support 44.
  • the support 44 can be traversed by an opening 45 to reduce the mass.
  • the base 46 can be fixed at the bottom 12.
  • the adjustment means 48 may comprise ground pins, a screw and Belleville washers.
  • the base 46, the adjustment means 48, the support 44 and the lower electrode 42 are arranged in the opening delimited by the lower spacer 20 so that the electrode 42 is located vertically above the electrode 40.
  • the vertical position of the support 44 with respect to the base 46 is modified by the adjustment means 48 to adjust the gap between the electrodes 40, 42 and to be positioned in the operating zone of the capacitive sensor 24.
  • the relative distance sensor 24 further comprises a signal conditioning module 54 to which the electrodes 40, 42 are connected by wires 50, 52.
  • the signal conditioning module 54 is adapted to provide an electrical signal v, by example a current or a voltage, representative of the gap between the two electrodes 40, 42.
  • the module 54 may correspond to a dedicated electronic circuit and integrated sensor.
  • the capacitive sensor 24 may correspond to the capacitive sensor marketed by Physik Instrumente (PI) under the name D-015 for the elements 40, 42, 50 and 52 and E-509 for the module 54.
  • PI Physik Instrumente
  • the operation of the seismic sensor 10 embodiment is as follows. In the presence of seismic movements, the bottom 12 follows the movements of the ground and the mass 14 tends to move relative to the bottom 12 due to the deformation of the suspension elements 16A, 16B. This relative displacement is measured by the non-contact displacement sensor 24.
  • the seismic sensor 10 can be modeled by a mechanical oscillator of mass-spring type.
  • the mass-spring assembly 17 is characterized by its transfer function H linking the displacement relative ⁇ to ground motion y.
  • the behavior of the seismic sensor 10 corresponds, as a first approximation, to that of a mass-spring type accelerometer.
  • the transfer function H is then given by the following relation (1), in the Laplace domain:
  • m is the sum of the mass 14 and the central cylindrical portion 32A and 32B of the suspension members 16A and 16B
  • k is the equivalent stiffness constant of the suspension members 16A, 16B
  • h is the equivalent coefficient of friction of the elements suspension 16A, 16B.
  • FIG. 4 represents an example of evolution curve C 1 of the amplitude of the transfer function A as a function of frequency.
  • the curve C] successively comprises a first portion P 1 substantially constant over a first frequency range AF 1, a peak-shaped portion P2 around the resonance frequency f 1 of the seismic sensor 10 over a second frequency range F 2 and a decreasing portion P3 on a third frequency range AF3.
  • the resonance frequency f g and therefore the frequency ranges AF 1, AF 2 and AF 2 can be adjusted by modifying the mass m, the stiffness constant k and the damping term ⁇ of the seismic sensor 10. These parameters can be modified independently of each other. In particular, the stiffness constant k and the coefficient of friction h can be adjusted by changing the dimensions of the suspension members 16A, 16B and / or the material constituting the suspension members 16A, 16B.
  • the operating range of an accelerometer type seismic sensor corresponds to the frequency range AF] for which the transfer function A is substantially constant.
  • the resonance frequency fg is chosen to be greater than the upper limit of the desired operating range of the seismic sensor.
  • the lower limit of the operating range depends more on the noise of the electronic components and the level of the signal to be measured. Generally, this low limit is considered to be the frequency for which the signal-to-noise ratio of the seismic sensor is less than unity.
  • the level of acceleration derived from the seismic displacement to be measured decreases with frequency.
  • the limit is therefore related to the fact that the amplitude of the signal to be measured is lower than the noise level of the seismic sensor.
  • the lower limit of the operating range is generally greater than a few hertz for the measurement of the ground acceleration under normal conditions.
  • the inventors have shown that by using the seismic sensor whose operation follows a spring-mass model, over a frequency range containing the resonance of the seismic sensor 10, ie from AF] _ to AF3, the amplification of the measured signal induced by the resonance is then used. This therefore improves the signal-to-noise ratio around the resonance.
  • the low frequency limit of the operating range is lowered.
  • the materials used to make the mass 14 and the suspension elements 16A, 16B, and the dimensions of these parts are determined to obtain the resonance frequency fg and the damping term ⁇ sought (cf relations (2)).
  • the mass 14 is made of steel, lead or aluminum. Preferably, the mass 14 is made of steel.
  • the mass 14 is greater than or equal to 50 grams. This makes it possible to reject parasitic resonance modes outside the operating frequency range of the seismic sensor 10.
  • the suspension elements 16A, 16B are made of aluminum, steel or composite material.
  • the composite material comprises glass fibers and epoxy resin or carbon fibers and epoxy resin.
  • the spacers 20, 22, the plate 12, the support 44 and the base 46 are made of aluminum or steel, preferably aluminum.
  • the total dimensions of the seismic sensor 10 can be as follows:
  • outer diameter of the suspension elements 16A, 16B between 40 mm and 400 mm;
  • each arm 34A, 34B between 0.1 mm and 10 mm;
  • each arm 34A, 34B measured radially with respect to the ⁇ axis: between 16 mm and 180 mm.
  • a seismic sensor 10 was used for which the mass 14 was made of steel and the suspension elements 16A, 16B, the spacers 20, 22, and the plate 12 were made of aluminum and for which the dimensions were as follows:
  • each arm 34A, 34B 2 mm.
  • FIGS. 5A to 5D show the evolution curves 3 ⁇ 4 '3 ⁇ 4 and C4 of the power spectral density PSD, expressed in (m / S 2 ) / VHZ " , of the ground acceleration as a function of frequency for three sensors the resonance frequencies of 14 Hz, 72 Hz and 144 Hz respectively and for a damping term of substantially 0.02, the resonance frequencies fg of 14 Hz, 72 Hz and 144 Hz have been respectively obtained with a mass 14 of 936 g and suspension elements as shown in Figure 13 described below, a mass 14 of 936 g and suspension elements as shown in Figure 1 and a mass 14 of 236 g and suspension elements as shown in Figure 1.
  • 5A to 5D show, in addition, an evolution curve C5 of the spectral density of the noise of the electronics (signal conditioner) of the capacitive displacement sensor 24.
  • the curve C5 is a measurement of the output of the module of signal conditioning 54 not connected to the electrodes 40 and 42.
  • the power spectral density curves of the measured signal C2, C3 and C4 join the noise spectral density curve. This sets the limits of the operating range of the sensor. Decreasing the resonance frequency fg of the seismic sensor makes it possible to improve the signal-to-noise ratio at low frequencies. However, this leads to a degradation of the signal-to-noise ratio at high frequencies.
  • the resonant frequency fg and the damping term ⁇ are chosen to optimize the operating frequency range of the sensor according to the needs of the application.
  • the resonance frequency of the seismic sensor 10 is between 5 Hz and 300 Hz.
  • the resonance frequency of the seismic sensor 10 is between 1 Hz and 300 Hz.
  • the term of the damper ⁇ of the seismic sensor 10 is between 0.001 and 0.5.
  • the term absorber ⁇ of the seismic sensor 10 is between 0.001 and 0.5.
  • the sensitivity of a sensor is equal to the ratio of the output signal of the sensor as a function of the variation of the input signal.
  • the sensitivity of the seismic sensor 10 is not constant over the operating frequency range of the seismic sensor. This makes it possible to increase the signal-to-noise ratio by exploiting the mechanical amplification of the mass-spring assembly, in particular for the lower frequencies and close to the resonance of the mass-spring assembly.
  • the sensitivity is amplified by a factor greater than 1 (and at most equal to 1 / 2 ⁇ for frequencies greater than:
  • the mass 14 is connected to the body 11 of the seismic sensor 10 only by the suspension elements 16A, 16B.
  • the seismic sensor 10 does not comprise a feedback loop comprising an active system for modifying the movement of the mass 14.
  • the signal v supplied by the seismic sensor 10 is not proportional to the ground acceleration y with a constant proportionality ratio. It is then planned to correct the signal v taking into account the transfer function A of the seismic sensor 10.
  • FIG. 6 represents in the form of a block diagram another embodiment of a seismic sensor 60.
  • the seismic sensor 60 comprises the seismic sensor 10 (Sensor), according to the embodiment described above or according to the modes of embodiment described below, which is adapted to detect ground motions 61 (Ground Motion) and provides the electrical signal v to an analog-to-digital converter 62 (ADC).
  • the converter converts the analog signal into a digital signal v v j ⁇ j ⁇ to a processing module 64 (Processor).
  • the processing module 64 provides a corrected digital signal VQJ ⁇ J ⁇ to a digital-to-analog converter 66 (DAC).
  • the converter 66 provides a corrected analog signal VQ.
  • the corrected analog signal VQ substantially corresponds to the analog signal VQ which has been corrected to take account of the transfer function A of the seismic sensor 10.
  • the converter 66 may not be present. In this case, the seismic sensor 60 directly supplies the digital signal VQ ⁇ JM.
  • the processing module 64 may correspond to a dedicated electronic circuit.
  • the processing module 64 corresponds to a processor, for example a computer, which executes the instructions of a computer program.
  • FIG. 7 represents an evolution curve Cg of the amplitude of the correction function F used by the processing module 64 in the case where the resonance frequency fg of the seismic sensor is 84 Hz and the damping term ⁇ is 0.015.
  • the correction function F corresponds to the inverse of the transfer function P or A, depending on whether a measurement in displacement or in acceleration at the output of the sensor 60 is desired.
  • the functions P or A transfer are easy to reverse. This may not be the case with the transfer functions of seismic sensors currently available commercially.
  • the processing module 64 determines the product, in the frequency domain, between the signal VJ ⁇ J ⁇ and the correction function F.
  • FIGS. 8A, 8B and 8C show evolution curves C7, CQ and Cg of the power spectral density, expressed in m / Hz, respectively of the relative displacement z measured by the seismic sensor 10, that is to say to say in the absence of correction, the displacement of the soil y measured by the seismic sensor 60, that is to say with correction, and the displacement of the soil y measured by a seismic comparison sensor.
  • the seismic comparison sensor corresponds to the seismic sensor of velocimeter type marketed by the company Guralp Systems under the name CMG-6T and has a reliable measuring range (for these levels of movement) from 1 Hz to 100 Hz.
  • an accelerometer type seismic sensor marketed by the Wilcoxon company under the name 731A has been used, whose reliable measuring range (for these levels of movement) is from 10 Hz to 300 Hz and the measurement of which is not shown in the figures.
  • the seismic sensor 10 used to obtain the C7 and CQ curves had a resonance frequency of 84 Hz and a damping term ⁇ of 0.015.
  • the correction performed by the processing module 64 implemented the correction function F represented in FIG. 7.
  • the resonance at 84 Hz appears on curve C7 in the absence of correction.
  • the curve C Q for which a correction has been made, the effect of the resonance has been suppressed.
  • the curve C Q follows the curve Cg over a larger frequency range than the curve C7, substantially from 7 Hz to 210 Hz.
  • Figure 9 shows the evolution curves C] _g, C] _i and C] _2 obtained under conditions identical to curves respectively C7, CQ and C with the difference that the resonant frequency of the seismic sensor was 73 Hz and the damping term ⁇ was 0.035.
  • the shift of the resonance frequency towards the low frequencies as well as the increase of the damping term ⁇ made it possible to improve the operating range of the seismic sensor 60 at low frequencies. since the fit between the curve 3 ⁇ 4 ] _, which corresponds to the corrected displacement measured by the seismic sensor 60, and the curve C ] _2, which corresponds to the displacement measured by the seismic sensor CMG-6T, extends to the frequency 2 Hz.
  • the operating range of the seismic sensor 10 which corresponds substantially to the frequency range for which the curve C 1 - 3 is above the curve C 1 - 4, extends substantially from 2 Hz to 250 Hz.
  • Figure 11 shows a curve of variation C] _5 of the spectral power density, expressed in m ⁇ / Hz, the displacement of the soil is measured by the seismic sensor CMG-6T and a curve of variation C] _g of spectral density of CMG-6T seismic sensor noise.
  • the operating range of the seismic sensor CMG-6T which substantially corresponds to the frequency range for which the curve C] _5 is above the curve C] _g, extends substantially from 1 Hz to 100 Hz.
  • Curves C 1, C 4, C 1, and C 1 of FIGS. 10 and 11 have been measured for seismic movements of substantially the same magnitude.
  • the upper limit of the operating range of the seismic sensor embodiment 10 is greater than the upper limit of the operating range of the CMG-6T velocimeter sensor of more than 100 Hz.
  • FIG. 12 represents, in the form of a block diagram, an embodiment of a system 70 for dynamic stabilization of a structure 72 with respect to the seismic movements of the ground 74.
  • the system comprises the seismic sensor 10 (Sensor), according to the embodiment described above or according to the embodiments described below, which measures the ground seismic movements 74 (Ground) and supplies the electrical signal v to an analog converter.
  • Digital 76 ADC
  • the converter 76 converts the analog signal into a digital signal v v j ⁇ j ⁇ which is supplied to a correction module 78 (Correction Unit).
  • the correction module 78 provides a control digital signal C j ⁇ j ⁇ to a digital-analog converter 80 (DAC).
  • the converter 80 supplies an analog control signal C to an actuator 82 (vibrator) connected to the structure 72 to stabilize.
  • the actuator moves the structure 72 to compensate for ground motion in real time.
  • the correction module 78 may correspond to a dedicated electronic circuit.
  • the correction module 78 corresponds to a processor, for example a computer, which executes the instructions of a computer program.
  • the correction module 78 carries out the compensation of the signal supplied by the seismic sensor 10 as described previously with reference to FIG. 6. It determines, in addition, from the corrected signal the setpoint C to be applied to compensate for the measured displacement. .
  • the seismic sensor 10 may be replaced by the seismic sensor 60.
  • the signal supplied to the correction module 78 is already corrected to compensate for the resonance of the seismic sensor 10.
  • the seismic sensor can measure the movements of the structure 72 instead of the movements of the ground 74.
  • FIG 13 shows another embodiment of a suspension 90 which can be used in particular in place of the suspension elements 16A and / or 16B.
  • the suspension member comprises an outer ring 92, a central portion 94 and arms 96 connecting the outer ring 92 to the central portion 94. Each arm 96 spirals from the central portion 94 to the outer ring 92
  • the suspension element 90 may be a monolithic piece of constant thickness, obtained for example by cutting a plate.
  • the outer ring 92 may be circular in shape.
  • the suspension element 90 may comprise from two to ten arms 96, for example four arms.
  • Apertures 98 may be provided in the outer ring 92 to allow the passage of fastening means, for example threaded bolts or rods, from the suspension member 90 to the other parts of the seismic sensor.
  • the central portion 94 can be traversed by an opening 99.
  • FIG. 14 represents another embodiment of a suspension 100 that can notably be used in place of the suspension elements 16A and / or 16B.
  • the suspension element 100 comprises an outer ring 102, a central portion 104 and an array of interconnected arms 106 connecting the outer ring 102 to the central portion 104.
  • the suspension member 100 may be a monolithic piece, of constant thickness, obtained for example by cutting a plate.
  • the outer ring 102 may be circular in shape.
  • the array of arms 106 may have several planes of symmetry. Some arms 106 may have a straight shape while others may be curved.
  • FIG. 15 represents another embodiment of a device 110 for measuring the relative displacement between the mass 14 and the body 11 of the seismic sensor that can be used in place of the device 27.
  • This device 110 comprises all the elements of the device measuring the relative distance 27 and further comprises two pairs of additional electrodes 112, 114 and 116, 118.
  • Each pair of additional electrodes comprises an electrode 114, 118 fixed to the support 44 and an electrode 112, 116 intended to be fixed to the lower suspension element 16A, not shown in FIG. 15.
  • each pair of electrodes is disposed at the top of an equilateral triangle. All of the electrodes may be connected to the biasing and processing module 54.
  • the module 54 is adapted to determine the gap between the electrodes of each electrode pair. Three gaps are thus determined.
  • the module 54 can determine, from the values of the three deviations, the inclination of the mass 14 relative to the bottom 12 of the sensor. This makes it possible to determine the components of the acceleration vector of the seismic mass 14 along the axis ⁇ and perpendicular to the axis ⁇ .
  • FIG. 16 represents an embodiment of a seismic sensor 120 which has the same structure as the seismic sensor 10 of FIG. 1 except that the suspension elements 16A and 16B are replaced by suspension elements 122A, 122B which each corresponds to the embodiment of the suspension element 90 shown in FIG. 13, that the device for measuring the relative displacement 27 is replaced by the device for measuring the relative displacement 110 shown in Figure 15 and that the mass 14 is fixed at the ends to the connecting pieces 124, 126, the connecting piece 126 being fixed to the upper suspension element 122A and the connecting piece 124 being fixed to the element of lower suspension 122B.
  • each connecting piece 124, 126 may comprise two parts fixed to one another by sandwiching the associated suspension element.
  • FIGS 17 and 18 are partial views, respectively in perspective and in section, of another embodiment of a mass-spring assembly 130 seismic sensor.
  • the mass-spring assembly 130 comprises two mass-spring systems 132, 134 partly nested one inside the other.
  • the mass-spring system 132 comprises a circular cylindrical seismic mass 136 of axis ⁇ 'traversed by a cylindrical opening 138 of axis ⁇ '.
  • the section plane of FIG. 18 contains the axis ⁇ '.
  • the mass-spring system 134 comprises a cylindrical seismic mass 140 with a circular base of axis ⁇ 'housed in the opening 138.
  • the ends 142, 144 of the mass 140 project out of the opening 138 above the mass seismic 136 and below the seismic mass 136.
  • An interstice 146 is present between the mass 140 and the seismic mass 136 so that the seismic mass 140 is not in contact with the seismic mass 136.
  • the seismic mass 136 is held by an upper suspension member 148A and a lower suspension member 148B.
  • the seismic mass 136 is located between the two suspension members 148A, 148B.
  • the suspension elements 148A, 148B correspond, for example, to the suspension element 90 shown in FIG. 13.
  • the suspension elements 148A, 148B each comprise an opening 150A, 150B to allow the passage of the mass 140.
  • the seismic mass 140 is held at the end 142 by an upper suspension member 152A and at the end 144 by a lower suspension member 152B.
  • the suspension elements 152A, 152B correspond, for example, to the element of link 90 shown in Figure 13.
  • the suspension elements 148A and 148B are located between the suspension members 152A and 152B.
  • Each mass-spring system 132, 134 is associated with a relative distance measuring device, not shown, for example a displacement sensor without capacitive contact.
  • the non-contact displacement sensor of the mass-spring system 132 is adapted to provide an electrical signal V] _, for example a current or a voltage, representative of the relative displacement of the seismic mass 136 relative to the ground.
  • the non-contact displacement sensor of the mass-spring system 134 is adapted to provide an electrical signal V2, for example a current or a voltage, representative of the relative displacement of the seismic mass 140 relative to the ground.
  • suspension elements 148A, 148B, 152A and 152B are identical. However, the suspension members 148A, 148B, 152A and 152B could be different.
  • the spring-mass systems 132, 134 have different characteristics, for example different resonance frequencies and / or different damping terms. This can be achieved by using different seismic masses 136, 140 and / or different suspension members 148A, 148B, 152A, 152B.
  • FIG 19 is a partial schematic bottom view of an embodiment of the suspension member 160.
  • the suspension member 160 corresponds to a printed circuit.
  • a conductive track 162 extends on one side of the suspension element 160 and is extended by a conductive pad 164.
  • the conductive track 162 and the conductive pad 164 are, for example, made of copper.
  • the conductive track 162 may be connected, at its end opposite the pad 164, to the polarization and processing module 54.
  • the conductive pad 162 corresponds to an electrode of the capacitive displacement sensor.
  • the other electrode of the capacitive displacement sensor may also correspond to a conductive track of a printed circuit.
  • FIG 20 shows another embodiment of a more compact seismic sensor 170.
  • the elements common to the embodiments of the seismic sensors 10 and 120 described above respectively in relation to FIGS. 2 and 16 are designated by the same references.
  • the suspension elements 122A, 122B are fixed by gluing in the center to the seismic mass 14.
  • the capacitive displacement sensor 24 is located above the mass-spring system 17.
  • the lower electrode 42 is fixed by bonding to the suspension element 122A and the upper electrode 40 is fixed by gluing to an adjustment suspension element 173.
  • the adjustment of the vertical position of the relative distance sensor 24 is carried out by pressing on a support element 177 adhered to the suspension element 173.
  • the seismic sensor 170 comprises a cylindrical body 174 comprising a bottom 175, a cylindrical lateral portion 176 and a cover 178.
  • the lateral portion 176 comprises a shoulder 180 on which the outer edge of the suspension element 122B rests.
  • a spacer 182 rests on the outer edge of the suspension member 122A.
  • the outer edge of the suspension element 173 rests on the spacer 182.
  • the cover 178 is held in abutment against the suspension element 173 by tightening the screws, only the openings 179 for the passage of the screws being shown in FIG. 20.
  • the suspension members 122A, 122B may be of another type than those shown in FIG. 13. In the embodiment shown in FIG. 20, the suspension members 122A, 122B, and 173 are identical. However, the suspension members 122A, 122B, and 173 may be different.
  • the electrodes 40 and 42 are oriented perpendicularly with respect to each other.
  • FIG. 21 represents another embodiment of a seismic sensor 190 which has the same structure as the seismic sensor 10 represented in FIG. 1 except that the suspension elements 16A and 16B are replaced by suspension elements 192A, 192B each comprising a membrane 194A, 194B not perforated.
  • each central portion 32A, 32B corresponds to a separate piece attached to the corresponding membrane 194A, 194B.
  • the thickness of the membrane 194A, 194B is between 0.05 mm and 5 mm.
  • an annular seal 198 may be provided between the lower suspension member 192B and the annular spacer 20 and an annular seal 200 may be provided between the annular spacer. 20 and the bottom 12.
  • Two openings 202 pass through the annular spacer 20.
  • the body 11 comprises a sleeve 204, attached to the bottom 12, and surrounding the spacers 20, 22.
  • the sleeve 204 includes a through opening 206 which exposes the openings 202.
  • Fittings 208 may be attached to the openings 202 to connect the sensor to a gas supply device.
  • the openings 202 make it possible to modify the pressure in the cavity 196 by adding or withdrawing gas. Alternatively, a single opening 202 may be present.
  • the cavity 196 is filled with air.
  • the cavity 196 is filled with a gas or a mixture of gases, in particular at least one neutral gas.
  • the measuring device 27 is not shown in FIG. 21. It can be located above the central portion 32A. Alternatively, the measuring device 27 may, at least in part, be disposed in the cavity 196.
  • the openings 202 are sealed and an overpressure is maintained in the cavity 196.
  • the overpressure is determined so as to compensate for the action of the mass 14 on the lower suspension element 192B in the absence of seismic waves.
  • the overpressure is determined so that, in the absence of seismic waves, the membrane 194B is substantially horizontal.
  • the difference between the pressure in the cavity 196 and the atmospheric pressure is preferably less than 1 bar (10 Pa).
  • the operating principle of the seismic sensor 190 is the same as that of the seismic sensor 10 described above.
  • the transfer function H of the mass-spring unit linking the relative displacement ⁇ to the movement of the ground y can be different from the relation (1) indicated previously.
  • the seismic sensor 190 advantageously makes it possible to further reduce the minimum resonance frequency and to reduce the minimum limit of the operating range of the seismic sensor.
  • the overpressure of the cavity 196 allows the use of membranes 194A, 194B having a lower stiffness than the suspension elements 16A, 16B, 90, 100, 122A, 122B described in the previous embodiments.
  • the cavity 196 under excess pressure contributes to the total stiffness of the seismic sensor 190.
  • the inventors have demonstrated that the contribution of the cavity 196 to the total stiffness of the cavity 196 can be minimized by increasing the volume of the cavity 196.
  • the volume of the cavity 196 is greater than 200 cm 2.
  • the seismic mass has a cylindrical shape with a circular base
  • the shape of the seismic mass may be different.
  • the seismic mass may have a spherical or frustoconical shape.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

L'invention concerne un capteur sismique (10) pour ondes sismiques de fréquences comprises entre 0, 05 Hz et 500 Hz comprenant une masse (14), au moins un élément de suspension (16A, 16B) de la masse relié à un corps de capteur (11) et un dispositif de mesure du déplacement de la masse par rapport au corps de capteur, l'ensemble formé par la masse et l'élément de suspension ayant une fréquence de résonance comprise entre 5 Hz et 300 Hz.

Description

CAPTEUR SISMIQUE
La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français FR13/59336 qui sera considérée comme faisant partie intégrante de la présente description.
Domaine
La présente demande concerne un capteur sismique, en particulier un capteur adapté à la mesure des mouvements sismiques de faibles amplitudes et adapté au contrôle vibratoire d'une structure mécanique.
Exposé de l'art antérieur
Un exemple d'utilisation des capteurs sismiques concerne la stabilisation dynamique d'une structure mécanique. A titre d'exemple, dans les accélérateurs de particules, des faisceaux de particules, notamment d'électrons ou de positrons, sont accélérés et focalisés par plusieurs centaines de modules. Les accélérateurs de particules en cours de réalisation pourront comprendre plusieurs centaines de modules d'accélération et de focalisation de faisceaux. Ces projets de futurs accélérateurs de particules visent des dimensions de faisceaux nanométriques ce qui implique que chaque module soit positionné et stabilisé avec une précision de l'ordre de quelques dixièmes de nanomètre pour assurer le bon positionnement des faisceaux. Dans ce but, la position de chaque module est contrôlée par un ou plusieurs actionneurs pour compenser toutes perturbations, notamment les mouvements sismiques qui sont mesurés par des capteurs sismiques.
Certains types de capteur sismique comprennent une masse, appelée masse sismique, qui peut être associée à une suspension jouant le rôle d'un ressort. Le capteur sismique peut correspondre à un accéléromètre mesurant généralement l'accélération de la masse sismique ou à un vélocimètre mesurant sa vitesse.
Pour le contrôle vibratoire d'accélérateurs de particules, le capteur sismique doit détecter à la fois les mouvements sismiques naturels, que l'on observe généralement sur le spectre fréquentiel en dessous de quelques hertz et les mouvements sismiques culturels, produits par l'homme, observé sur le spectre à partir de quelques hertz. Le capteur sismique doit donc pouvoir détecter des mouvements ou ondes sismiques sur une plage de fréquences relativement large, par exemple allant de 0,01 Hz à 500 Hz, et ce pour de faibles amplitudes.
Les capteurs sismiques de type vélocimètre sont plutôt adaptés à la mesure basse fréquence. A titre d'exemple, les produits commercialisés par la société Guralp Systems sous les appellations CMG-6T et CMG-3ESP sont adaptés respectivement à la mesure de fréquences variant de 0,033 à 100 Hz et de 0,0083 à 50 Hz. Les capteurs sismiques de type accéléromètre actuellement disponibles ont une plage de fonctionnement dont la borne haute peut dépasser 500 Hz mais dont la borne basse est généralement supérieure à quelques hertz pour des amplitudes de mouvement sismique en conditions calmes, c'est-à-dire pour des amplitudes de déplacement inférieures à la limite de saturation du capteur sismique. Un inconvénient est alors que, pour mesurer un mouvement sismique sur la plage de fréquence comprise entre 0, 01 Hz et 500 Hz, il est nécessaire d'utiliser à la fois un capteur sismique de type accéléromètre et un capteur sismique de type vélocimètre. Dans le cas de la stabilisation dynamique d'un accélérateur de particules, l'utilisation de plusieurs centaines de capteurs sismiques peut être nécessaire, ce qui conduit à des coûts et à des encombrements importants .
Résumé
Un objet d'un mode de réalisation vise à proposer un capteur sismique qui pallie tout ou partie des inconvénients des capteurs sismiques usuels.
Selon un autre objet d'un mode de réalisation, le capteur sismique a une plage de fonctionnement à cheval sur la plage de fonctionnement d'un capteur de type vélocimètre usuel et d'un capteur sismique de type accéléromètre usuel.
Selon un autre objet d'un mode de réalisation, le capteur sismique a une plage de fonctionnement dont la borne haute est supérieure à la borne haute d'un capteur sismique de type vélocimètre actuel .
Selon un autre objet d'un mode de réalisation, le capteur sismique a une plage de fonctionnement dont la borne basse est inférieure à la borne basse d'un capteur sismique de type accéléromètre actuel .
Selon un autre objet d'un mode de réalisation, la structure du capteur sismique et sa modélisation sont simples.
Selon un autre objet d'un mode de réalisation, le capteur sismique peut facilement être utilisé dans un système de stabilisation dynamique d'une structure.
Selon un autre objet d'un mode de réalisation, l'encombrement du capteur sismique est réduit.
Ainsi, un mode de réalisation prévoit un capteur sismique pour ondes sismiques de fréquences comprises entre 0, 05 Hz et 500 Hz comprenant une masse, au moins un élément de suspension de la masse relié à un corps de capteur et un dispositif de mesure du déplacement de la masse par rapport au corps de capteur, l'ensemble formé par la masse et l'élément de suspension ayant une fréquence de résonance comprise entre 5 Hz et 300 Hz.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de mesure fournit au moins un premier signal, le capteur sismique comprenant, en outre, un module de traitement adapté à fournir un deuxième signal égal au premier signal corrigé à partir de l'inverse de la fonction de transfert du capteur sismique.
Selon un mode de réalisation, l'élément de suspension comprend un anneau extérieur, une portion centrale reliée à la masse et au moins deux bras reliant l'anneau extérieur à la portion centrale .
Selon un mode de réalisation, chaque bras est sensiblement rectiligne.
Selon un mode de réalisation, le capteur comprend un réseau de bras interconnectés reliant l'anneau extérieur à la portion centrale.
Selon un mode de réalisation, chaque bras s'étend selon une spirale.
Selon un mode de réalisation, le capteur comprend deux éléments de suspension, la masse étant maintenue entre les deux éléments de suspension.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de mesure comprend un capteur sans contact du déplacement de la masse par rapport au corps de capteur.
Selon un mode de réalisation, le capteur sans contact est un capteur de déplacement capacitif, optique, magnétique ou inductif .
Selon un mode de réalisation, l'élément de suspension est en un matériau choisi parmi le groupe comprenant l'acier, l'aluminium et un matériau composite.
Selon un mode de réalisation, l'élément de suspension correspond à un circuit imprimé.
Selon un mode de réalisation, le capteur sans contact est un capteur de déplacement capacitif et l'élément de suspension comprend une piste conductrice se prolongeant par un plot conducteur formant une électrode du capteur de déplacement capacitif.
Selon un mode de réalisation, le capteur sismique comprend, en outre, une masse supplémentaire et au moins un élément de suspension supplémentaire de la masse supplémentaire relié au support et un dispositif de mesure supplémentaire du déplacement de la masse supplémentaire par rapport au support, l'ensemble formé par la masse supplémentaire et l'élément de suspension supplémentaire ayant une fréquence de résonance comprise entre 5 Hz et 300 Hz.
Selon un mode de réalisation, la masse est traversée par une ouverture et la masse supplémentaire est au moins en partie logée dans l'ouverture et distante de la masse.
Selon un mode de réalisation, la plage de fréquences de fonctionnement du capteur sismique est de 0, 01 Hz à 500 Hz et l'ensemble masse-ressort a une fréquence de résonance comprise entre 1 Hz et 300 Hz.
Selon un mode de réalisation, l'élément de suspension délimite avec le corps de capteur une enceinte étanche comprenant un gaz à une pression supérieure strictement à la pression atmosphérique .
Un mode de réalisation prévoit également un système de stabilisation dynamique d'une structure, comprenant au moins :
un capteur sismique tel que défini précédemment, adapté à fournir un signal représentatif des mouvements du sol et/ou de la structure ;
un module de traitement adapté à fournir un signal de commande ; et
un actionneur relié à la structure, recevant le signal de commande et adapté à déplacer la structure pour compenser les mouvements du sol .
Brève description des dessins
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détails dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un capteur sismique ;
la figure 2 est une vue en perspective écorchée du capteur sismique de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de mesure de distance relative du capteur sismique de la figure 1 et de son dispositif de maintien réglable ;
la figure 4 représente une courbe d'évolution de l'amplitude de la fonction de transfert en accélération du capteur sismique de la figure 1 ;
la figure 5A à 5D représentent des courbes d'évolution de la densité spectrale de puissance du déplacement relatif mesuré par le capteur sismique pour différentes fréquences de résonance du capteur sismique ;
la figure 6 représente, sous la forme d'une schéma-bloc, un autre mode de réalisation d'un capteur sismique contenant par exemple le capteur sismique de la figure 1 ;
la figure 7 représente une courbe d'évolution d'une fonction de compensation mise en oeuvre par le capteur sismique de la figure 6 ;
les figures 8A, 8B, 8C représentent des courbes d'évolution de la densité spectrale de puissance du mouvement sismique mesuré par un capteur sismique selon le mode de réalisation représenté en figure 6 avec et sans correction, et par un capteur connu de type vélocimètre (CMG-6T) pour comparaison et mesuré pour un couple de paramètres (fréquence de résonance, amortissement) du capteur sismique ;
la figure 9 est une figure analogue à la figure 8C pour un autre couple de paramètres (fréquence de résonance, amortissement) du capteur sismique ;
la figure 10 représente des courbes d'évolution de la densité spectrale de puissance du déplacement relatif mesuré par un capteur sismique selon le mode de réalisation représenté en figure 6 sans correction et la densité spectrale de puissance de l'électronique de lecture du dispositif de détection de distance relative mesurée à vide ;
la figure 11 représente des courbes d'évolution de la densité spectrale de puissance du déplacement relatif mesuré par un capteur sismique connu de type vélocimètre et la densité spectrale de puissance de bruit de ce capteur sismique mesuré selon la méthode de différence corrigée ;
la figure 12 représente, sous la forme d'un schéma-bloc, un mode de réalisation d'un système de stabilisation dynamique d'une structure mécanique contenant par exemple le capteur sismique de la figure 1 ;
les figures 13 et 14 représentent d'autres modes de réalisation d'un élément de suspension d'un capteur sismique ;
la figure 15 représente un autre mode de réalisation du dispositif de mesure de distance relative d'un capteur sismique et de son dispositif de maintien réglable ;
la figure 16 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation d'un capteur sismique ;
la figure 17 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation de l'ensemble masses-ressorts d'un capteur sismique ;
la figure 18 est une coupe de l'ensemble masses-ressorts de la figure 17 ;
la figure 19 est une vue de dessous, partielle et schématique, d'un autre mode de réalisation d'un élément de suspension avec détection de distance relative intégrée ; et
les figures 20 et 21 sont des vues en perspective avec coupe d'autres modes de réalisation d'un capteur sismique.
Description détaillée
Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. En outre, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, le fonctionnement du système de détection de distance relative d'un capteur sismique est bien connu de l'homme du métier et n'est pas décrit en détail. Dans la suite de la description, sauf indication contraire, les termes "sensiblement", "environ" et "de l'ordre de" signifient "à 10 % près". Les figures 1 et 2 représentent un mode de réalisation d'un capteur sismique 10 selon l'invention.
Le capteur sismique 10 comprend un corps 11 de capteur comportant au moins un fond 12 et des entretoises annulaires 20 et 22. Le fond 12 correspond, par exemple, à une plaque. Les éléments du capteur 10 sont fixes les uns par rapport aux autres. Le corps 11 du capteur peut être disposé sur le sol dont les mouvements sont à mesurer et suivre les mouvements du sol . Dans la suite de la description, lorsqu'il est fait mention des mouvements du fond 12 du capteur, il est sous-entendu que l'ensemble du corps 11 suit les mêmes mouvements.
Le capteur sismique 10 comprend une masse 14 qui peut correspondre à un élément cylindrique à base circulaire d'axe Δ. Dans la suite de la description, on considère que l'axe Δ est vertical, Toutefois, il est clair que l'axe Δ pourrait être différent de la direction verticale selon le type de mouvements sismiques à mesurer. En outre, les adjectifs "inférieur" et "supérieur" sont définis par rapport au centre de la masse 14.
La masse 14 est maintenue par un élément de suspension supérieur 16A et un élément de suspension inférieur 16B.
La masse 14 est située entre les deux éléments de suspension 16A, 16B. Les éléments de suspension 16A, 16B jouent le rôle d'un ressort et sont adaptés à se déformer en présence d'ondes sismiques. Les éléments 14, 16A et 16B forment l'ensemble masse-ressort 17 du capteur sismique 10.
Le bord extérieur de l'élément de suspension inférieur 16B repose sur l' entretoise annulaire 20 qui elle-même est posée sur le fond 12 du capteur. Le bord extérieur de l'élément de suspension supérieur 16A repose sur l' entretoise annulaire 22 qui elle-même repose sur le bord extérieur de l'élément de suspension inférieur 16B.
Un dispositif de mesure 27 de la distance relative entre le corps 11 du capteur et l'ensemble masse-ressort 17 est disposé entre le fond 12 du capteur et l'ensemble masse-ressort 17, sensiblement à l'aplomb de la masse 14. Le dispositif de mesure 27 comprend un capteur de distance relative 24 et un dispositif de maintien à position réglable 25 du capteur de distance relative 24.
Les entretoises 20, 22 et les éléments de suspension 16A, 16B peuvent être fixés au fond 12 par des moyens de fixation, non représentés, par exemple par vissage. A titre d'exemple, des ouvertures 26 traversant les éléments de suspension 16A, 16B, les entretoises 20, 22 et le fond 12 et permettant le passage de moyens de fixation, par exemple de tiges filetées sont représentées sur les figures 1 et 2.
Les éléments de suspension 16A, 16B peuvent avoir une forme identique. Dans la suite de la description, des parties similaires ou identiques des éléments de suspension 16A, 16B sont désignées par la même référence suivie de la lettre "A" pour une partie appartenant à l'élément de suspension 16A et la lettre "B" pour une partie appartenant à l'élément de suspension 16B.
Chaque élément de suspension 16A, 16B comprend un anneau extérieur 30A, 30B, une portion centrale 32A, 32B et des bras de suspension 34A, 34B reliant la portion centrale 32A, 32B à l'anneau extérieur 30A, 30B. Les éléments de suspension 16A, 16B peuvent correspondre chacun à une pièce monolithique. A titre de variante, chaque élément de suspension 16A, 16B peut comprendre plusieurs pièces assemblées les unes aux autres. En particulier, la portion centrale 32A, 32B peut correspondre à une pièce distincte fixée aux bras 34A, 34B.
Chaque anneau extérieur 30A, 30B peut être de forme circulaire. L'anneau extérieur 30B de l'élément de suspension inférieur 16B repose sur l' entretoise 20 et l'anneau extérieur 30A de l'élément de suspension supérieur 16A repose sur 1' entretoise 22.
Dans le présent mode de réalisation, chaque bras 34A, 34B s'étend sensiblement radialement par rapport à l'axe Δ. A titre d'exemple, chaque bras 34 est à section rectangulaire. Le capteur 10 peut comprendre de deux à dix bras 34A, 34B, par exemple quatre bras . Chaque portion centrale 32A, 32B peut correspondre à une portion cylindrique à base circulaire, éventuellement traversée par une ouverture cylindrique 36A, 36B. La masse 14 peut comprendre à sa base une portion filetée 38 qui pénètre dans l'ouverture taraudée 36B de la portion centrale 32B de l'élément de suspension inférieur 16B et qui assure la fixation de la masse 14 à l'élément de suspension inférieur 16B. La masse 14 peut comprendre un trou borgne 43 à son sommet. Une vis, non représentée, peut être disposée dans le trou borgne 43 et dans l'ouverture cylindrique 36A de la portion centrale 32A de l'élément de suspension supérieur 16A pour assurer le maintien en position de la masse 14 par rapport à l'élément de suspension supérieur 16A.
Le capteur de déplacement relatif 24 est adapté à fournir un signal électrique représentatif du déplacement relatif de la masse 14 par rapport au fond 12 du capteur. A titre d'exemple, il s'agit d'un capteur de déplacement sans contact, notamment un capteur de déplacement capacitif, magnétique, optique ou inductif. A titre d'exemple, dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, on a représenté un capteur de déplacement capacitif 24.
La figure 3 représente une vue en perspective d'un mode de réalisation du dispositif de mesure de distance relative 27 du capteur sismique 10 représenté aux figures 1 et 2, comprenant le capteur de distance relative 24 et son dispositif de maintien à position réglable 25.
Le capteur de distance relative 24 comprend deux électrodes 40, 42. L'électrode 40 est fixée à la portion centrale 32B de l'élément de suspension inférieur 16B, non représentée en figure 3. Le dispositif de maintien à position réglable 25 comprend un support 44 qui est maintenu sur une base 46 par l'intermédiaire de moyens de guidage et d'ajustement 48 de la position du support 44 par rapport à base 46. L'électrode 42 est fixée au support 44. Le support 44 peut être traversé par une ouverture 45 pour en diminuer la masse. La base 46 peut être fixée au fond 12. Les moyens d'ajustement 48 peuvent comprendre des goupilles rectifiées, une vis et des rondelles Belleville. La base 46, les moyens d'ajustement 48, le support 44 et l'électrode inférieure 42 sont disposés dans l'ouverture délimitée par 1' entretoise inférieure 20 de façon que l'électrode 42 soit située à l'aplomb de l'électrode 40. La position verticale du support 44 par rapport à la base 46 est modifiée par les moyens d'ajustement 48 pour ajuster l'écart entre les électrodes 40, 42 et se positionner dans la zone de fonctionnement du capteur capacitif 24.
Le capteur de distance relative 24 comprend, en outre, un module de conditionnement du signal 54 auquel les électrodes 40, 42 sont reliées par des fils 50, 52. Le module de conditionnement du signal 54 est adapté à fournir un signal électrique v, par exemple un courant ou une tension, représentatif de l'écart entre les deux électrodes 40, 42. Le module 54 peut correspondre à un circuit électronique dédié et intégré au capteur.
A titre d'exemple, le capteur capacitif 24 peut correspondre au capteur capacitif commercialisé par la société Physik Instrumente (PI) sous l'appellation D-015 pour les éléments 40, 42, 50 et 52 et E-509 pour le module 54.
Le fonctionnement du mode de réalisation du capteur sismique 10 est le suivant. En présence de mouvements sismiques, le fond 12 suit les mouvements du sol et la masse 14 tend à se déplacer par rapport au fond 12 en raison de la déformation des éléments de suspension 16A, 16B. Ce déplacement relatif est mesuré par le capteur de déplacement sans contact 24.
En première approximation, le capteur sismique 10 est modélisable par un oscillateur mécanique de type masse-ressort.
Dans un repère fixe, le capteur sismique 10 mesure le déplacement relatif Δζ = x - y avec x le déplacement de la masse 14 par rapport à un repère fixe et y le déplacement du sol par rapport à ce même repère fixe. L'ensemble masse-ressort 17 est caractérisé par sa fonction de transfert H liant le déplacement relatif Δζ au mouvement du sol y. Le comportement du capteur sismique 10 correspond, en première approximation, à celui d'un accéléromètre de type masse-ressort. La fonction de transfert H est alors donnée par la relation (1) suivante, dans le domaine de Laplace :
2ξ
— s + 1
X ωΓ
H(s) = - = 1
J —- s + — s + 1 où co0 est la pulsation propre du capteur sismique 10 et ξ est le terme d'amortissement du capteur sismique 10. La pulsation propre COQ et le terme d'amortissement ξ sont donnés par les relations (2) suivantes :
où m est la somme de la masse 14 et de la partie cylindrique centrale 32A et 32B des éléments de suspension 16A et 16B , k est la constante de raideur équivalente des éléments de suspension 16A, 16B et h est le coefficient de frottement équivalent des éléments de suspension 16A, 16B.
Si on considère que la fonction de transfert du capteur de déplacement capacitif 24 est une constante C sur la plage fréquentielle de fonctionnement du capteur sismique, alors la fonction de transfert P du capteur sismique 10 entre le signal électrique v=C.Az fourni par le capteur capacitif 24 et le déplacement du sol y est donnée par la relation (3) suivante, dans le domaine de Laplace :
P(s) = - = C(H - 1) (3) y
Lorsque le signal électrique v est une tension, la constante C est exprimée en V/m.
La fonction de transfert A du capteur sismique 10 entre le signal électrique v fourni par le capteur de déplacement capacitif 24 et l'accélération y du sol est donnée par la relation (4) suivante, dans le domaine de Laplace : v C(H - 1)
A(s) = - = — (4)
Ϋ s"
La figure 4 représente un exemple de courbe d'évolution C]_ de l'amplitude de la fonction de transfert A en fonction de la fréquence .
La courbe C]_ comprend successivement une première portion P]_ sensiblement constante sur une première plage de fréquences AF]_, une portion P2 en forme de pic autour de la fréquence de résonance fg du capteur sismique 10 sur une deuxième plage de fréquences F2 et une portion décroissante P3 sur une troisième plage de fréquences AF3.
La fréquence de résonance fg et par conséquent les plages de fréquence AF]_, AF2 et AF^ peuvent être ajustées en modifiant la masse m, la constante de raideur k et le terme d'amortissement ξ du capteur sismique 10. Ces paramètres peuvent être modifiés indépendamment les uns des autres. En particulier, la constante de raideur k et le coefficient de frottement h peuvent être ajustés en modifiant les dimensions des éléments de suspension 16A, 16B et/ou le matériau constituant les éléments de suspension 16A, 16B.
De façon usuelle, la plage de fonctionnement d'un capteur sismique de type accéléromètre dont le fonctionnement suit un modèle masse-ressort correspond à la plage de fréquences AF]_ pour laquelle la fonction de transfert A est sensiblement constante. En effet, dans ce cas, le signal v fourni par le capteur sismique est proportionnel à l'accélération du sol y tel que v=(mC/k) .y sur toute la plage de fonctionnement AF]_ . De ce fait, de façon usuelle pour les accéléromètres, la fréquence de résonance fg est choisie pour être supérieure à la borne supérieure de la plage de fonctionnement souhaitée du capteur sismique. La borne inférieure de la plage de fonctionnement dépend plutôt du bruit des composants électroniques et du niveau du signal à mesurer. Généralement, on considère cette limite basse comme étant la fréquence pour laquelle le rapport signal sur bruit du capteur sismique est inférieur à l'unité. En particulier, pour une application concernant la stabilisation dynamique d'une structure, le niveau d'accélération dérivé du déplacement sismique à mesurer diminue avec la fréquence. A basse fréquence, la limite est donc liée au fait que l'amplitude du signal à mesurer est inférieure au niveau de bruit du capteur sismique. Ainsi, pour les capteurs sismiques usuels de type accéléromètre, la borne basse de la plage de fonctionnement est généralement supérieure à quelques hertz pour la mesure de l'accélération du sol en condition normale.
Les inventeurs ont mis en évidence qu'en utilisant le capteur sismique, dont le fonctionnement suit un modèle masse- ressort, sur une plage de fréquence contenant la résonance du capteur sismique 10, c'est à dire allant de AF]_ à AF3, on bénéficie alors d'une l'amplification du signal mesuré induite par la résonance. Ceci permet donc d'améliorer le rapport signal sur bruit autour de la résonance. Dans le cas de l'application citée précédemment, avec une fréquence de résonance du capteur sismique 10 à basse fréquence, on abaisse la limite basse fréquence de la plage de fonctionnement. Les matériaux utilisés pour réaliser la masse 14 et les éléments de suspension 16A, 16B, et les dimensions de ces pièces sont déterminés pour obtenir la fréquence de résonance fg et le terme d'amortissement ξ recherchés (cf relations (2) ) .
Selon un mode de réalisation, la masse 14 est en acier, en plomb ou en aluminium. De préférence, la masse 14 est en acier.
Selon un mode de réalisation, la masse 14 est supérieure ou égale à 50 grammes. Ceci permet de repousser des modes de résonance parasites en dehors de la plage de fréquences de fonctionnement du capteur sismique 10.
Selon un mode de réalisation, les éléments de suspension 16A, 16B sont en aluminium, en acier ou en matériau composite. A titre d'exemple, le matériau composite comprend des fibres de verre et de la résine époxy ou des fibres de carbone et de la résine époxy. Selon un mode de réalisation, les entretoises 20, 22, la plaque 12, le support 44 et la base 46 sont en aluminium ou en acier, de préférence en aluminium.
Lorsque la masse 14 est en acier et lorsque les éléments de suspension 16A, 16B sont en aluminium, les dimensions totales du capteur sismique 10 peuvent être les suivantes :
diamètre extérieur des éléments de suspension 16A, 16B : entre 40 mm et 400 mm ;
diamètre intérieur des éléments de suspension 16A, 16B : entre 8 mm et 80 mm ;
l'épaisseur de chaque bras 34A, 34B : entre 0,1 mm et 10 mm ; et
longueur de chaque bras 34A, 34B mesurée radialement par rapport à l'axe Δ : entre 16 mm et 180 mm.
Sauf indication contraire, pour réaliser les courbes décrites par la suite, un capteur sismique 10 a été utilisé pour lequel la masse 14 était en acier et les éléments de suspension 16A, 16B, les entretoises 20, 22, et la plaque 12 étaient en aluminium et pour lequel les dimensions étaient les suivantes :
diamètre extérieur des éléments de suspension 16A, 16B : 250 mm ; et
épaisseur de chaque bras 34A, 34B : 2 mm.
Les figures 5A à 5D représentent les courbes d'évolution ¾' ¾ et C4 de la densité spectrale de puissance PSD, exprimée en (m / S2)/VHZ" , de l'accélération du sol en fonction de la fréquence pour trois capteurs sismiques 10 ayant des fréquences de résonance respectivement de 14 Hz, de 72 Hz et de 144 Hz et pour un terme d'amortissement de sensiblement 0,02. Les fréquences de résonance fg de 14 Hz, de 72 Hz et de 144 Hz ont été respectivement obtenues avec une masse 14 de 936 g et des éléments de suspension tels que représentés sur la figure 13 décrite par la suite, une masse 14 de 936 g et des éléments de suspension tels que représentés en figure 1 et une masse 14 de 236 g et des éléments de suspension tels que représentés en figure 1. Les figures 5A à 5D représentent, en outre, une courbe d'évolution C5 de la densité spectrale du bruit de l'électronique (conditionneur de signaux) du capteur de déplacement capacitif 24. La courbe C5 est une mesure de la sortie du module de conditionnement de signal 54 non connecté aux électrodes 40 et 42.
Lorsque l'amplitude du signal de déplacement du sol mesuré est trop faible, les courbes de densité spectrale de puissance du signal mesuré C2, C3 et C4 rejoignent la courbe de densité spectrale de bruit. C'est ce qui fixe les limites de la plage de fonctionnement du capteur. Le fait de diminuer la fréquence de résonance fg du capteur sismique permet d'améliorer le rapport signal sur bruit aux basses fréquences. Toutefois, ceci entraîne une dégradation du rapport signal à bruit aux hautes fréquences. La fréquence de résonance fg et le terme d'amortissement ξ sont choisis pour optimiser la plage de fréquences de fonctionnement du capteur selon les besoins de 1' application.
Selon un mode de réalisation, pour détecter des mouvements sismiques dans une plage de 0, 05 Hz à 500 Hz, la fréquence de résonance du capteur sismique 10 est comprise entre 5 Hz et 300 Hz.
Selon un mode de réalisation, pour détecter des mouvements sismiques dans une plage de 0,01 Hz à 500 Hz, la fréquence de résonance du capteur sismique 10 est comprise entre 1 Hz et 300 Hz.
Selon un mode de réalisation, pour détecter des mouvements sismiques dans une plage de 0,05 Hz à 500 Hz, le terme d'amortisseur ξ du capteur sismique 10 est compris entre 0,001 et 0,5.
Selon un mode de réalisation, pour détecter des mouvements sismiques dans une plage de 0,01 Hz à 500 Hz, le terme d'amortisseur ξ du capteur sismique 10 est compris entre 0,001 et 0,5. La sensibilité d'un capteur est égale au rapport du signal de sortie du capteur en fonction de la variation du signal d'entrée. Selon un mode de réalisation, la sensibilité du capteur sismique 10 n'est pas constante sur la plage de fréquences de fonctionnement du capteur sismique. Ceci permet d'augmenter le rapport signal à bruit en exploitant l'amplification mécanique de l'ensemble masse-ressort, en particulier pour les fréquences inférieures et proches de la résonance de l'ensemble masse- ressort .
Selon un mode de réalisation, la sensibilité est amplifiée d'un facteur supérieur à 1 (et au maximum égal à 1/2ξ pour les fréquences supérieures à :
- 2ξ-
Selon un mode de réalisation, la masse 14 n'est reliée au corps 11 du capteur sismique 10 que par les éléments de suspension 16A, 16B. Le capteur sismique 10 ne comprend pas de boucle de rétroaction comportant un système actif de modification du déplacement de la masse 14. Sur une partie de la plage de fonctionnement du capteur sismique 10, le signal v fourni par le capteur sismique 10 n'est pas proportionnel à l'accélération du sol y avec un rapport de proportionnalité constant. Il est alors prévu de corriger le signal v en prenant en compte la fonction de transfert A du capteur sismique 10.
La figure 6 représente sous la forme d'un schéma-bloc un autre mode de réalisation d'un capteur sismique 60. Le capteur sismique 60 comprend le capteur sismique 10 (Sensor) , selon le mode de réalisation décrit précédemment ou selon les modes de réalisation décrits par la suite, qui est adapté à détecter les mouvements du sol 61 (Ground Motion) et qui fournit le signal électrique v à un convertisseur analogique-numérique 62 (ADC) . Le convertisseur convertit le signal analogique v en un signal numérique vj^j^ à un module de traitement 64 (Processor) . Le module de traitement 64 fournit un signal numérique corrigé VQJ^J^ à un convertisseur numérique-analogique 66 (DAC) . Le convertisseur 66 fournit un signal analogique corrigé VQ. Le signal analogique corrigé VQ correspond sensiblement au signal analogique VQ qui a été corrigé pour tenir compte de la fonction de transfert A du capteur sismique 10. Le convertisseur 66 peut ne pas être présent. Dans ce cas, le capteur sismique 60 fournit directement le signal numérique VQ^JM.
Le module de traitement 64 peut correspondre à un circuit électronique dédié. A titre de variante, le module de traitement 64 correspond à un processeur, par exemple un ordinateur, qui exécute les instructions d'un programme d' ordinateur .
La figure 7 représente une courbe d'évolution Cg de l'amplitude de la fonction de correction F utilisée par le module de traitement 64 dans le cas où la fréquence de résonance fg du capteur sismique est de 84 Hz et le terme d'amortissement ξ est de 0,015.
Selon un mode de réalisation, la fonction de correction F correspond à l'inverse de la fonction de transfert P ou A, selon que l'on souhaite une mesure en déplacement ou en accélération en sortie du capteur 60. Un avantage est que les fonctions de transfert P ou A sont faciles à inverser. Ceci peut ne pas être le cas avec les fonctions de transfert des capteurs sismiques actuellement disponibles dans le commerce.
Le module de traitement 64 détermine le produit, dans le domaine fréquentiel, entre le signal VJ^J^ et la fonction de correction F.
Les figures 8A, 8B et 8C représentent des courbes d'évolution C7, CQ et Cg de la densité spectrale de puissance, exprimée en m^/Hz, respectivement du déplacement relatif z mesuré par le capteur sismique 10, c'est-à-dire en l'absence de correction, du déplacement du sol y mesuré par le capteur sismique 60, c'est-à-dire avec correction, et du déplacement du sol y mesuré par un capteur sismique de comparaison. Le capteur sismique de comparaison correspond au capteur sismique de type vélocimètre commercialisé par la société Guralp Systems sous l'appellation CMG-6T et a une plage de mesure fiable (pour ces niveaux de mouvement) de 1 Hz à 100 Hz. Pour les comparaisons à plus haute fréquence, un capteur sismique de type accéléromètre commercialisé par la société Wilcoxon sous l'appellation 731A a été utilisé, dont la plage de mesure fiable (pour ces niveaux de mouvement) est de 10 Hz à 300 Hz et dont la mesure n'est pas représentée dans les figures. Le capteur sismique 10 utilisé pour obtenir les courbes C7 et C Q avait une fréquence de résonance de 84Hz et un terme d'amortissement ξ de 0,015. La correction réalisée par le module de traitement 64 mettait en oeuvre la fonction de correction F représentée en figure 7.
La résonance à 84 Hz apparaît sur la courbe C7 en l'absence de correction. Sur la courbe C Q, pour laquelle une correction a été réalisée, l'effet de la résonance a été supprimé. En outre, la courbe C Q suit la courbe Cg sur une plus grande plage de fréquences que la courbe C7 , sensiblement de 7 Hz à 210 Hz.
La figure 9 représente des courbes d'évolution C]_g, C]_i et C]_2 obtenues dans des conditions identiques aux courbes respectivement C7 , C Q et Cg à la différence que la fréquence de résonance du capteur sismique était de 73 Hz et que le terme d'amortissement ξ était de 0, 035. Le décalage de la fréquence de résonance vers les basses fréquences ainsi que l'augmentation du terme d'amortissement ξ a permis d'améliorer la plage de fonctionnement du capteur sismique 60 aux basses fréquences puisque l'adéquation entre la courbe ¾]_, qui correspond au déplacement corrigé mesuré par le capteur sismique 60, et la courbe C]_2, qui correspond au déplacement mesuré par le capteur sismique CMG-6T s'étend jusqu'à la fréquence 2 Hz.
La figure 10 représente une courbe d'évolution C]_3 de la densité spectrale de puissance, exprimée en m^/Hz, du déplacement relatif z mesuré par le capteur sismique 10, c'est-à- dire en l'absence de correction, et une courbe d'évolution C]_4 de la densité spectrale du bruit de l'électronique du capteur de déplacement capacitif 24. La courbe C]_3 a été obtenue avec une fréquence de résonance de 74 Hz et un terme d'amortissement ξ de 0,015. La plage de fonctionnement du capteur sismique 10 qui correspond sensiblement à la plage de fréquences pour laquelle la courbe C]_3 est au-dessus de la courbe C]_4, s'étend sensiblement de 2 Hz à 250 Hz.
La figure 11 représente une courbe d'évolution C]_5 de la densité spectrale de puissance, exprimée en m^/Hz, du déplacement du sol y mesuré par le capteur sismique CMG-6T et une courbe d'évolution C]_g de la densité spectrale du bruit du capteur sismique CMG-6T. La plage de fonctionnement du capteur sismique CMG-6T qui correspond sensiblement à la plage de fréquences pour laquelle la courbe C]_5 est au-dessus de la courbe C]_g, s'étend sensiblement de 1 Hz à 100 Hz.
Les courbes C]_3, C 4, C]_5 et C]_g des figures 10 et 11 ont été mesurées pour des mouvements sismiques sensiblement de même amp1itude .
La borne haute de la plage de fonctionnement du mode de réalisation du capteur sismique 10 est supérieure à la borne haute de la plage de fonctionnement du capteur CMG-6T de type vélocimètre de plus de 100 Hz.
La figure 12 représente, sous la forme d'un schéma-bloc, un mode de réalisation d'un système 70 de stabilisation dynamique d'une structure 72 par rapport aux mouvements sismiques du sol 74.
Le système comprend le capteur sismique 10 (Sensor) , selon le mode de réalisation décrit précédemment ou selon les modes de réalisation décrits par la suite, qui mesure les mouvements sismiques du sol 74 (Ground) et fournit le signal électrique v à un convertisseur analogique numérique 76 (ADC) . Le convertisseur 76 convertit le signal analogique v en un signal numérique vj^j^ qui est fourni à un module de correction 78 (Correction Unit) . Le module de correction 78 fournit un signal numérique de commande Cj^j^ à un convertisseur numérique-analogique 80 (DAC) . Le convertisseur 80 fournit un signal analogique de commande C à un actionneur 82 (Vibrator) relié à la structure 72 à stabiliser. L'actionneur déplace la structure 72 pour compenser les mouvements du sol en temps réel. Le module de correction 78 peut correspondre à un circuit électronique dédié. A titre de variante, le module de correction 78 correspond à un processeur, par exemple un ordinateur, qui exécute les instructions d'un programme d'ordinateur. Le module de correction 78 réalise la compensation du signal fourni par le capteur sismique 10 comme cela a été décrit précédemment en relation avec la figure 6. Il détermine, en outre, à partir du signal corrigé la consigne C à appliquer pour compenser le déplacement mesuré.
A titre de variante, le capteur sismique 10 peut être remplacé par le capteur sismique 60. Dans ce cas, le signal fourni au module de correction 78 est déjà corrigé pour compenser la résonance du capteur sismique 10. A titre de variante, le capteur sismique peut mesurer les mouvements de la structure 72 au lieu des mouvements du sol 74.
La figure 13 représente un autre mode de réalisation d'une suspension 90 qui peut notamment être utilisée à la place des éléments de suspensions 16A et/ou 16B. L'élément de suspension comprend un anneau extérieur 92, une portion centrale 94 et des bras 96 reliant l'anneau extérieur 92 à la portion centrale 94. Chaque bras 96 suit une spirale depuis la portion centrale 94 jusqu'à l'anneau extérieur 92. L'élément de suspension 90 peut être une pièce monolithique, d'épaisseur constante, obtenue par exemple, par découpe d'une plaque. L'anneau extérieur 92 peut être de forme circulaire. L'élément de suspension 90 peut comprendre de deux à dix bras 96, par exemple quatre bras. Des ouvertures 98 peuvent être prévues dans l'anneau extérieur 92 pour permettre le passage de moyens de fixation, par exemple des vis ou tiges filetées, de l'élément de suspension 90 aux autres pièces du capteur sismique. La portion centrale 94 peut être traversée par une ouverture 99.
La figure 14 représente un autre mode de réalisation d'une suspension 100 qui peut notamment être utilisé à la place des éléments de suspensions 16A et/ou 16B. L'élément de suspension 100 comprend un anneau extérieur 102, une portion centrale 104 et un réseau de bras 106 interconnectés reliant l'anneau extérieur 102 à la portion centrale 104. L'élément de suspension 100 peut être une pièce monolithique, d'épaisseur constante, obtenue par exemple, par découpe d'une plaque. L'anneau extérieur 102 peut être de forme circulaire. Le réseau de bras 106 peut présenter plusieurs plans de symétrie. Certains bras 106 peuvent avoir une forme rectiligne tandis que d'autres peuvent être courbes.
La figure 15 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif 110 de mesure du déplacement relatif entre la masse 14 et le corps 11 du capteur sismique qui peut être utilisé à la place du dispositif 27. Ce dispositif 110 comprend tous les éléments du dispositif de mesure de la distance relative 27 et comprend, en outre, deux paires d'électrodes 112, 114 et 116, 118 supplémentaires. Chaque paire d'électrodes supplémentaires comprend une électrode 114, 118 fixée au support 44 et une électrode 112, 116 destinée à être fixée à l'élément de suspension inférieur 16A, non représentés en figure 15. A titre d'exemple, chaque paire d'électrodes est disposée au sommet d'un triangle équilatéral. Toutes les électrodes peuvent être reliées au module de polarisation et de traitement 54. Le module 54 est adapté à déterminer l'écart entre les électrodes de chaque paire d'électrode. Trois écarts sont ainsi déterminés. Le module 54 peut déterminer, à partir des valeurs des trois écarts, l'inclinaison de la masse 14 par rapport au fond 12 du capteur. Ceci permet de déterminer les composantes du vecteur accélération de la masse sismique 14 le long de l'axe Δ et perpendiculairement à l'axe Δ.
La figure 16 représente un mode de réalisation d'un capteur sismique 120 qui a la même structure que le capteur sismique 10 de la figure 1 à la différence que les éléments de suspension 16A et 16B sont remplacés par des éléments de suspension 122A, 122B qui correspondent chacun au mode de réalisation de l'élément de suspension 90 représenté en figure 13, que le dispositif de mesure du déplacement relatif 27 est remplacé par le dispositif de mesure du déplacement relatif 110 représenté en figure 15 et que la masse 14 est fixée aux extrémités à des pièces de liaison 124, 126, la pièce de liaison 126 étant fixée à l'élément de suspension supérieur 122A et la pièce de liaison 124 étant fixée à l'élément de suspension inférieur 122B. A titre d'exemple, chaque pièce de liaison 124, 126 peut comprendre deux parties fixées l'une à l'autre en prenant en sandwich l'élément de suspension associé.
Les figures 17 et 18 sont des vues partielles, respectivement en perspective et en coupe, d'un autre mode de réalisation d'un ensemble masses-ressorts 130 de capteur sismique. L'ensemble masse-ressort 130 comprend deux systèmes masse-ressort 132, 134 en partie imbriqués l'un dans l'autre.
Le système masse-ressort 132 comprend une masse sismique 136 cylindrique à base circulaire d'axe Δ' traversée par une ouverture cylindrique 138 d'axe Δ' . Le plan de coupe de la figure 18 contient l'axe Δ' . Le système masse-ressort 134 comprend une masse sismique 140 cylindrique à base circulaire d'axe Δ' logée dans l'ouverture 138. Les extrémités 142, 144 de la masse 140 se projettent hors de l'ouverture 138 au-dessus de la masse sismique 136 et au-dessous de la masse sismique 136. Un interstice 146 est présent entre la masse 140 et la masse sismique 136 de sorte que la masse sismique 140 n'est pas en contact avec la masse sismique 136.
La masse sismique 136 est maintenue par un élément de suspension supérieur 148A et un élément de suspension inférieur 148B. La masse sismique 136 est située entre les deux éléments de suspension 148A, 148B. Les éléments de suspension 148A, 148B correspondent, par exemple, à l'élément de suspension 90 représenté en figure 13. Les éléments de suspension 148A, 148B comprennent chacun une ouverture 150A, 150B pour permettre le passage de la masse 140.
La masse sismique 140 est maintenue à l'extrémité 142 par un élément de suspension supérieur 152A et à l'extrémité 144 par un élément de suspension inférieur 152B. Les éléments de suspension 152A, 152B correspondent, par exemple, à l'élément de liaison 90 représenté en figure 13. Les éléments de suspension 148A et 148B sont situés entre les éléments de suspension 152A et 152B.
Chaque système masse-ressort 132, 134 est associé à un dispositif de mesure de distance relative, non représenté, par exemple un capteur de déplacement sans contact capacitif. Le capteur de déplacement sans contact du système masse-ressort 132 est adapté à fournir un signal électrique V]_, par exemple un courant ou une tension, représentatif du déplacement relatif de la masse sismique 136 par rapport au sol. Le capteur de déplacement sans contact du système masse-ressort 134 est adapté à fournir un signal électrique V2, par exemple un courant ou une tension, représentatif du déplacement relatif de la masse sismique 140 par rapport au sol .
Dans le mode de réalisation représenté en figure 18, les éléments de suspension 148A, 148B, 152A et 152B sont identiques. Toutefois, les éléments de suspension 148A, 148B, 152A et 152B pourraient être différents.
Les systèmes masse-ressort 132, 134 ont des caractéristiques différentes, par exemple des fréquences de résonance différentes et/ou des termes d'amortissement différents. Ceci peut être obtenu en utilisant des masses sismiques 136, 140 différentes et/ou des éléments de suspension 148A, 148B, 152A, 152B différents.
Si on appelle H]_ la fonction de transfert du système masse-ressort 132 et ¾ la fonction de transfert du système masse- ressort 134 définie de façon analogue à la fonction de transfert H et dans le cas où les capteurs de déplacement sans contact des systèmes masse-ressort 132, 134 sont des capteurs de déplacement capacitifs identiques de fonction de transfert C constante, alors la fonction de transfert P' entre la somme des signaux électriques ]_+ 2 et le mouvement du sol y est donnée par la relation (5) suivante, dans le domaine de Laplace :
v, + v9
P' (s) = —ï ^ = C(E1 + H2 - 2) (5) y La fonction de transfert A' entre la somme des signaux électriques V]_+V2 et l'accélération y du sol est donnée par la relation (6) suivante, dans le domaine de Laplace : v C(H, + H? - 2)
A' (s) = - =—-i (6) y s
On bénéficie ainsi des résonances de chaque système masse-ressort 132, 134.
La figure 19 est une vue de dessous partielle et schématique d'un mode de réalisation de l'élément de suspension 160. L'élément de suspension 160 correspond à un circuit imprimé. Une piste conductrice 162 s'étend sur une face de l'élément de suspension 160 et se prolonge par un plot conducteur 164. La piste conductrice 162 et le plot conducteur 164 sont, par exemple, en cuivre. La piste conductrice 162 peut être reliée, à son extrémité opposée au plot 164, au module de polarisation et de traitement 54. Le plot conducteur 162 correspond à une électrode du capteur de déplacement capacitif. L'autre électrode du capteur de déplacement capacitif peut également correspondre à une piste conductrice d'un circuit imprimé.
La figure 20 représente un autre mode de réalisation d'un capteur sismique 170 plus compact. Les éléments communs aux modes de réalisation des capteurs sismiques 10 et 120 décrits précédemment respectivement en relation avec les figures 2 et 16 sont désignés par les mêmes références. Les éléments de suspension 122A, 122B sont fixés par collage au centre à la masse sismique 14. Dans ce mode de réalisation, le capteur de déplacement capacitif 24 est situé au-dessus du système masse-ressort 17. L'électrode basse 42 est fixée par collage à l'élément de suspension 122A et l'électrode haute 40 est fixée par collage à un élément de suspension de réglage 173. Le réglage de la position verticale du capteur de distance relative 24 est effectué par appui sur un élément d'appui 177 collé à l'élément de suspension 173. Le capteur sismique 170 comprend un corps cylindrique 174 comprenant un fond 175, une portion latérale cylindrique 176 et un capot 178. La portion latérale 176 comprend un épaulement 180 sur lequel repose le bord extérieur de l'élément de suspension 122B. Une entretoise 182 repose sur le bord extérieur de l'élément de suspension 122A. Le bord extérieur de l'élément de suspension 173 repose sur l' entretoise 182. Le capot 178 est maintenu en appui contre l'élément de suspension 173 par le serrage des vis, seules les ouvertures 179 pour le passage des vis étant représentées en figure 20.
Les éléments de suspension 122A, 122B peuvent être d'un autre type que ceux représentés en figure 13. Dans le mode de réalisation représenté en figure 20, les éléments de suspension 122A, 122B, et 173 sont identiques. Toutefois, les éléments de suspension 122A, 122B, et 173 peuvent être différents.
Selon un mode de réalisation les électrodes 40 et 42 sont orientées perpendiculairement l'une par rapport à l'autre.
La figure 21 représente un autre mode de réalisation d'un capteur sismique 190 qui a la même structure que le capteur sismique 10 représenté en figure 1 à la différence que les éléments de suspension 16A et 16B sont remplacés par des éléments de suspension 192A, 192B comprenant chacun une membrane 194A, 194B non ajourée. Dans le présent mode de réalisation, chaque portion centrale 32A, 32B correspond à une pièce distincte fixée à la membrane 194A, 194B correspondante. Selon un mode de réalisation, l'épaisseur de la membrane 194A, 194B est comprise entre 0,05 mm et 5 mm.
L' entretoise annulaire 20, le fond 12 et l'élément de suspension inférieur 192B délimitent une cavité 196 étanche. Pour améliorer l'étanchéité de la cavité 196, un joint d'étanchéité 198 annulaire peut être prévu entre l'élément de suspension inférieur 192B et l' entretoise annulaire 20 et un joint d'étanchéité 200 annulaire peut être prévu entre l' entretoise annulaire 20 et le fond 12. Deux ouvertures 202 traversent 1' entretoise annulaire 20. Le corps 11 comprend un manchon 204, fixé au fond 12, et entourant les entretoises 20, 22. Le manchon 204 comprend une ouverture traversante 206 qui expose les ouvertures 202. Des raccords 208 peuvent être fixés aux ouvertures 202 pour relier le capteur à un dispositif de fourniture de gaz.
Les ouvertures 202 permettent de modifier la pression dans la cavité 196 par apport ou retrait de gaz. A titre de variante, une seule ouverture 202 peut être présente. Selon un mode de réalisation, la cavité 196 est remplie d'air. Selon un autre mode de réalisation, la cavité 196 est remplie d'un gaz ou d'un mélange de gaz, notamment d'au moins un gaz neutre. Le dispositif de mesure 27 n'est pas représenté en figure 21. Il peut être situé au-dessus de la portion centrale 32A. A titre de variante, le dispositif de mesure 27 peut, au moins en partie, être disposé dans la cavité 196.
En fonctionnement, les ouvertures 202 sont fermées de façon étanche et une surpression est maintenue dans la cavité 196. La surpression est déterminée de façon à compenser l'action de la masse 14 sur l'élément de suspension inférieur 192B en l'absence d'ondes sismiques. De préférence, la surpression est déterminée de façon que, en l'absence d'ondes sismiques, la membrane 194B est sensiblement horizontale. La différence entre la pression dans la cavité 196 et la pression atmosphérique est de préférence inférieure à 1 bar (10^ Pa) .
Le principe de fonctionnement du capteur sismique 190 est le même que celui du capteur sismique 10 décrit précédemment. Toutefois, la fonction de transfert H de l'ensemble masse-ressort liant le déplacement relatif Δζ au mouvement du sol y peut être différente de la relation (1) indiquée précédemment.
Le capteur sismique 190 permet, de façon avantageuse, de diminuer encore davantage la fréquence de résonance minimale et de diminuer la borne minimale de la plage de fonctionnement du capteur sismique.
En effet, la mise en surpression de la cavité 196 permet l'utilisation de membranes 194A, 194B ayant une raideur inférieure à celle des éléments de suspension 16A, 16B, 90, 100, 122A, 122B décrits dans les modes de réalisation précédents. Toutefois, la cavité 196 en surpression contribue à la raideur totale du capteur sismique 190. Toutefois, les inventeurs ont mis en évidence que la contribution de la cavité 196 à la raideur totale de la cavité 196 peut être minimisée en augmentant le volume de la cavité 196. De préférence, le volume de la cavité 196 est supérieur à 200 cm^ .
Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, même si dans les modes de réalisation décrits précédemment la masse sismique a une forme cylindrique à base circulaire, la forme de la masse sismique peut être différente. A titre d'exemple, la masse sismique peut avoir une forme sphérique ou tronconique. Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. On notera que l'homme de l'art pourra combiner divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes sans faire preuve d'activité inventive .

Claims

REVENDICATIONS
1. Capteur sismique (10 ; 60 ; 120 ; 170) pour ondes sismiques, ayant une plage de fréquences de fonctionnement de 0,05 Hz à 500 Hz et comprenant un corps de capteur (11 ; 174) supportant un ensemble masse-ressort (17) contenant une masse (14 ; 136, 140) et au moins un élément de suspension (16A, 16B ; 122A, 122B ; 148A, 148B, 152A, 152B) de la masse relié à un corps de capteur (11 ; 174) et un dispositif de mesure (27 ; 110) sans contact du déplacement de la masse par rapport au corps de capteur, l'ensemble masse-ressort ayant une fréquence de résonance comprise entre 5 Hz et 300 Hz et un terme d'amortissement compris entre 0,001 et 0,5.
2. Capteur sismique selon la revendication 1, dans lequel la sensibilité du capteur sismique n'est pas constante dans la plage de fréquences de fonctionnement.
3. Capteur sismique selon la revendication 1 ou 2, ne comprenant pas de système actif de modification du déplacement de la masse (14 ; 136, 140) .
4. Capteur sismique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif de mesure (27 ; 110) fournit au moins un premier signal, le capteur sismique comprenant, en outre, un module de traitement (62, 64, 66) adapté à fournir un deuxième signal (VQ) égal au premier signal corrigé à partir de l'inverse de la fonction de transfert du capteur sismique .
5. Capteur sismique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'élément de suspension (16A, 16B ; 122A, 122B ; 148A, 148B, 152A, 152B) comprend un anneau extérieur (30A, 30B ; 92 ; 102) , une portion centrale (32A, 32B ; 94 ; 104) reliée à la masse (14 ; 136, 140) et au moins deux bras (34A, 34B ; 96 ; 106) reliant l'anneau extérieur à la portion centrale .
6. Capteur sismique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant deux éléments de suspension (16A, 16B ; 122A, 122B ; 148A, 148B ; 152A, 152B) , la masse (14 ; 136, 140) étant maintenue entre les deux éléments de suspension.
7. Capteur sismique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif de mesure (27 ; 110) comprend un capteur sans contact (24) du déplacement de la masse (14 ; 136, 140) par rapport au corps de capteur (11 ; 174) qui est un capteur de déplacement capacitif, optique, magnétique ou inductif.
8. Capteur sismique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'élément de suspension (16A, 16B ; 122A, 122B ; 148A, 148B, 152A, 152B) est en un matériau choisi parmi le groupe comprenant l'acier, l'aluminium et un matériau composite.
9. Capteur sismique selon la revendication 8, dans lequel l'élément de suspension (16A, 16B ; 122A, 122B ; 148A, 148B, 152A, 152B) correspond à un circuit imprimé.
10. Capteur sismique selon les revendications 7 et 9, dans lequel le capteur sans contact est un capteur de déplacement capacitif et dans lequel l'élément de suspension (16A, 16B ; 122A, 122B ; 148A, 148B, 152A, 152B) comprend une piste conductrice (162) se prolongeant par un plot conducteur (164) formant une électrode du capteur de déplacement capacitif.
11. Capteur sismique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant, en outre, une masse supplémentaire (140) et au moins un élément de suspension supplémentaire (152A, 152B) de la masse supplémentaire relié au support (12) et un dispositif de mesure supplémentaire du déplacement de la masse supplémentaire par rapport au support, l'ensemble formé par la masse supplémentaire et l'élément de suspension supplémentaire ayant une fréquence de résonance comprise entre 5 Hz et 300 Hz.
12. Capteur sismique selon la revendication 11, dans lequel la masse (136) est traversée par une ouverture (138) et dans lequel la masse supplémentaire (140) est au moins en partie logée dans l'ouverture et distante de la masse.
13. Capteur sismique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel la plage de fréquences de fonctionnement du capteur sismique est de 0,01 Hz à 500 Hz et dans lequel l'ensemble masse-ressort (17) a une fréquence de résonance comprise entre 1 Hz et 300 Hz.
14. Capteur sismique selon la revendication 13, dans lequel l'élément de suspension (194B) délimite avec le corps de capteur (11) une cavité (196) étanche comprenant un gaz ou un mélange de gaz, notamment de l'air, à une pression supérieure strictement à la pression atmosphérique.
15. Système (70) de stabilisation dynamique d'une structure (72) , comprenant au moins :
un capteur sismique (10 ; 60 ; 120 ; 170) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, adapté à fournir un signal (v, VQ) représentatif des mouvements du sol (74) et/ou de la structure ;
un module de traitement (76, 78, 80) adapté à fournir un signal de commande (C) ; et
un actionneur (82) relié à la structure, recevant le signal de commande et adapté à déplacer la structure pour compenser les mouvements du sol .
EP14796202.1A 2013-09-27 2014-09-25 Capteur sismique Withdrawn EP3049832A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1359336A FR3011334B1 (fr) 2013-09-27 2013-09-27 Capteur sismique
PCT/FR2014/052414 WO2015044604A1 (fr) 2013-09-27 2014-09-25 Capteur sismique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3049832A1 true EP3049832A1 (fr) 2016-08-03

Family

ID=50101924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14796202.1A Withdrawn EP3049832A1 (fr) 2013-09-27 2014-09-25 Capteur sismique

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3049832A1 (fr)
FR (1) FR3011334B1 (fr)
WO (1) WO2015044604A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113296144B (zh) * 2020-02-24 2024-05-24 防灾科技学院 一种阻尼调零的地震计

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1359336A (fr) 1963-03-15 1964-04-24 Pinnule de site pour instruments d'optique à relever des gisements ou azimuts
FR2615682B1 (fr) * 1987-05-19 1989-07-13 Thomson Csf Geophone comportant un element sensible en polymere piezoelectrique
US7036374B2 (en) * 2002-01-25 2006-05-02 William Thomas Pike Micro-machined suspension plate with integral proof mass for use in a seismometer or other device
EP1967037B1 (fr) * 2005-12-30 2014-09-24 ION Geophysical Corporation Geophone avec detection de position d'une masse
US8645071B2 (en) * 2009-12-23 2014-02-04 Pgs Geophysical As Direct velocity seismic sensing
US20120056363A1 (en) * 2010-09-03 2012-03-08 Greg Alan Ritter Leaf spring

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2015044604A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR3011334B1 (fr) 2017-06-09
FR3011334A1 (fr) 2015-04-03
WO2015044604A1 (fr) 2015-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2673873B1 (fr) Dispositif de conversion d'energie mecanique en energie electrique optimise
EP2643614A2 (fr) Dispositif d'isolation vibratoire
FR2551552A1 (fr) Detecteur de vitesse angulaire utilisant deux accelerometres vibrants fixes a un parrallelogramme
AU2011350708A1 (en) An absolute gravimetric measurement device by atomic interferometry for geophysical applications particularly for monitoring hydrocarbon reservoirs
FR2937145A1 (fr) Accelerometre micro-usine
WO2007080259A1 (fr) Systeme micro-electromecanique comprenant une partie deformable et un detecteur de contrainte
Accadia et al. The seismic Superattenuators of the Virgo gravitational waves interferometer
FR2986865A1 (fr) Dispositif de detection compact d'au moins une acceleration et une vitesse de rotation
EP2513992B1 (fr) Generateur electrique a recuperation d'energie de vibrations mecaniques
FR3013445A1 (fr) Capteur a element sensible mobile ayant un fonctionnement mixte vibrant et pendulaire, et procedes de commande d'un tel capteur
FR2848298A1 (fr) Accelerometre a poutre vibrante
EP3491371B1 (fr) Résonateur mécanique optimisé pour fonctionner dans un fluide
EP3049832A1 (fr) Capteur sismique
Calloni et al. High-bandwidth beam balance for vacuum-weight experiment and Newtonian noise subtraction
FR2510336A1 (fr) Transducteur piezoelectrique
FR2493512A1 (fr) Dispositif pour mesurer la planeite et la linearite de surfaces, en particulier de grandes surfaces
EP1061382A1 (fr) Dispositif capteur d'ondes élastiques compensé électriquement des effets de l'inclinaison
EP1738135B1 (fr) Procede et dispositif de detection en hyperacuite d'un bord contraste sensiblement rectiligne et systeme de fixation et de poursuite fine de ce bord contraste.
EP3887780A1 (fr) Équipement pour la mesure sans contact du poids d'un equipage mobile
FR3061165B1 (fr) Structure microelectronique a amortissement visqueux controle par maitrise de l'effet thermo-piezoresistif
CA2653116A1 (fr) Microscope a force atomique asservi
FR2564600A1 (fr) Dispositif pendulaire de longue periode, a oscillations verticales et a suspension symetrique
WO2018197777A1 (fr) Résonateur configuré pour être intégré à un capteur angulaire inertiel
FR2992066A1 (fr) Capteur de champ magnetique a force de laplace
EP2132522A2 (fr) Systeme de metrologie optique

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20160303

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: DELEGLISE, GUILLAUME

Inventor name: BAUD, JEAN-PHILIPPE

Inventor name: BALIK, GAEL

Inventor name: ALLIBE, JULIE

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20180316

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20180727