科创中国

高新技术改造传统产业,高性能、智能化仪器仪表

一种精密竖直弹簧便携式重力仪，至少包括精密弹簧，摆体，温控系统，低胀壳体，微位移调节台，所述的敏感探头，电容测微、反馈控制电路系统以及数据采集、通信电路系统，精密弹簧位于低胀壳体内，低胀壳体位于温控系统内，电容测微、反馈控制电路系统以及数据采集、通信电路系统固定于温控系统的外壁上，框架主体安装在低胀壳体的底部上，绝缘板通过重力仪外围的支架固定，微位移调节台固定在低胀壳体的顶部中心且位于温控系统外，精密弹簧的上端与微位移调节台连接，下端与摆体的顶部中心连接，并穿过绝缘板或框架主体的顶壁，各电极分别通过屏蔽线与电容测微、反馈控制电路系统连接，摆体通过柔软的导电丝与电容测微、反馈控制电路系统连接，低胀壳体的底部安装有三个调平 旋钮，且三个调平旋钮均位于温控系统外，低胀壳体、摆体、绝缘板和框架主体竖直方向的对称轴均位于精密弹簧的轴线上。 框架主体上相邻电极板之间均安装有抗冲击能力强的限位条。 所述重力仪还包括呈封闭状的电磁屏蔽层，电磁屏蔽层位于低胀壳体内且固定在低胀壳体的底部上表面上，电磁屏蔽层的顶部中心处开有供精密弹簧穿过的通孔，电极框架和摆体均位于电磁屏蔽层内……

1)该重力仪结构简单，操作方便，而且体积小重量轻，便于携带。 2)该重力仪能同时测量相对重力加速度和二维地倾斜信号，且测量精度高，同时可以利用获得的地倾斜数据实时扣除倾斜对竖直方向重力测量的耦合效应，从而获得高精度的重力变化值。实验表明，使用该重力仪测量相对重力的分辨率达微伽量级，二维地倾斜信号的分辨率达5nrad。 3)该重力仪上限位条的设计，使其具有很强的抗冲击能力，而且使其在运输过程中无须锁定摆体。 4)闭环反馈控制方案与开环测量方案相比，提高了仪器对重力变化的响应速度，大大扩展了现有类似垂直悬挂的开环重力仪的测量带宽，该技术方案使得该仪器可同时记录地震信息至赫兹量级。 5)该重力仪采用静电反馈技术来保证测量的线性水平。相比较开环模式工作的重力仪对机械加工和电容传感电路极高的对称性需求而言，保证静电反馈执行机的线性度较易实现；本发明采用的静电控制方案与现有重力仪的电磁力反馈方案相比，在当前电子技术条件下有更低的噪声本底水平。

柳林涛：博士，中科院测量与地球物理研究所博士生导师，研究员。美国加州大学洛杉矶分校UCLA高级访问学者，德国洪堡基金获得者，中科院“百人计划”入选者，新世纪百千万人才工程国家级人选。主要从事数据分析理论与地学信号提取，大地测量学与地球动力学，航空重力\重力梯度方面的研究。

点击查看