石英弹簧重力仪恒温装置通过鉴定

石英弹簧重力仪是我国地震系统目前进行野外重力重复观测的主要仪器。由于仪器格值及测量精度受环境温度影响较大,直接影响观测成果,迫切需要解决仪器恒温系统的配置。我所石英弹簧重力仪恒温装制研制组的同志根据     

石英弹簧重力仪温度曲线特征的研究

从大量重力测量资料研究中,发现温度变化对重力测量精度的影响很大,尤其在面积较大的范围中进行重力测量,环境温度差异大,温度对重力仪的影响更为复杂。在目前高精度重力仪数量尚不能满足需要的情况下,提高石英弹簧重力仪的测量精度是十分必要的。为此,我们在1982年与有关厂家协作,制成了一台半导体制冷、制热重力仪温度测试装置,用以模拟野外工作环境温度变化。从1983年7月至1984年4月我们用该装置对列入国家地震局“清理攻关项目”的六台CG-2型,一台ZSM型和十六台Worden型石英弹簧重力仪进行了系统的温度测试。参加测试的仪器型号见下表     

石英弹簧重力仪的零点掉格和稳定性

目前在我国的物理探矿工作中,比较多地使用了高精度的轻便型石英弹簧重力仪进行重力测量。在野外的实际工作中仪器的稳定性是一个问题,看来这一问题与仪器的零点掉格很有关系。仪器的这种不稳定性影响了观测精度的提高。作者拟从研制这种重力仪的工作经验出发来讨论这个问题。     

石英助动重力仪的气压性能

众所周知,气压变化一直是重力仪的主要干扰因素之一。为减小其影响,或在仪器的摆体上加气压补偿装置,或将弹性系统密封。石英弹簧重力仪就是采用真空密封以减小外界温度、气压影响的。近几年国内外的试验证明,各种牌号的石英重力仪都不同程度地受到气压影响,但在实际工作中尚不能利用室内标定的气压系数对外业资料进行有效的改正。因此国家地震局重力清理攻关组决定将三台Worden(No.1224、1173、1148)、     

拉科斯特重力仪与沃尔登重力仪测量精度差异及其预报效能

引言流动重力重复测量是我们长期以来一直在使用的一种地震前兆观测手段 ,由于这一手段采用在固定测网、测线、测点上 ,每年在相近的时间内多次重复测量的方法 ,所以具有监测面积较大、工作速度较快、监测地球重力场时间域中短期异常效果较好等特点。新疆地震局自 1 978年 4月开展此项工作以来 ,共使用过三种类型的重力仪 :1 978～ 1 980年使用国产 ZSM- 、ZSM- 型石英弹簧重力仪 ( 1 981年停测选埋点 ,验收仪器 ) ;1 982～ 1 988年使用美国产沃尔登( Wordern)石英弹簧重力仪 ;1 987年至今使用中国地震局局管共用的美国产拉科斯特 ( L…     

石英弹簧重力仪恒温装置

石英弹簧重力仪(ZS型、CG_2型)是目前我国地震、地球物理勘探及测绘部门进行野外流动重力观测的主要仪器。虽然仪器有温度补偿措施,但在野外作业时,环境温度不可能始终在仪器温度补偿点附近,因而补偿是不完全的。大量实测资料表明,这一类型仪器格值及测量精度受环境温度的影响较大。因此,在这种类     

CG-5重力仪零漂特性研究

CG-5相对重力仪是加拿大Scintrex公司生产的全自动重力仪,传感器类型为无静电熔凝石英弹簧,其测量精度优于5.0×10-8 m·s-2,读数分辨率为1.0×10-8 m·s-2,残差长期零漂率通过软件实时改正优于2.0×10-7(m·s-2)/d,具有8.0×10-2 m·s-2全量程反馈、自动观测读数、可选择的潮汐、倾斜、温度、滤波等修正项进行自动重力改正等功能(曹金国等,2007).     

新研制的CHZ海洋重力仪

CHZ海洋重力仪为中国科学院测量与地球物理研究所研制。它由弹簧系统电容传感器、电子控制部分、数据采集部分三部分组成,是一种轴对称式的新型重力仪。 CHZ仪选择了直线型的测量原理来消除交叉耦合效应。即采用了零长弹簧悬挂系统,系由一根零长弹簧携带一管状质量组成。此系统严格对称,在水平和垂直加速度的作用下,不产生交叉耦合影响。     

水平加速度对重力仪弹簧的影响及其克服

在采用垂直悬挂弹性系统的海洋重力仪中,由于弹簧本身的质量不可忽略,受到水平扰动时就可能影响测量精度。L. J. B. LaCoste和J. C. Harrison曾分析过这种影响,本文建立的物理模型更接近于实际情况,文中还建立了数学模型,分析了各种参数（质量、弹簧初始长度、拉丝长度等）的影响。最后得出了与文[1]和[2]不尽相同的结论:只要适当控制弹簧初始长度就能消除水平扰动影响。     

数字重力仪高精度恒温测温系统设计与测试研究

高精度数字重力仪广泛应用于矿产资源勘探领域,由石英弹性系统组成的重力传感器是高精度数字重力仪的核心部件,其对外界环境温度非常敏感,由环境温度变化引起的重力输出变化远远大于仪器本身精度指标,而且不同的数字重力仪具有不同的温度影响特性.若重力传感器的恒温环境得不到保障,或环境温度的微弱变化无法得到准确的测量和补偿,将严重影响重力仪器的测量精度和一致性.本文针对该问题,研究了高精度恒温测温系统的设计方法及关键技术,考虑到数字重力仪器精度高、体积小、功耗低和便携式的特点,对高精度恒温测温系统中的关键器件选型、热结构设计、电路设计、软件设计等进行深入研究,并给出具体的解决措施.并设计了静态试验、高低温试验和石英弹性系统温度系数测定试验三个部分验证高精度恒温测温系统的有效性.试验结果表明：高精度测温系统最小分辨率达到10 μ℃;静态常温时,高精度恒温系统温度变化约为70 μ℃;在-20℃~+45℃的环境温度冲击中高精度恒温系统温度变化小于1 m℃;恒温点微调装置可实现石英弹性系统温度系数的精确测定.该研究为高精度重力测量仪器研制中消除环境温度变化影响提供了一种有效解决方案.     

绝对重力仪研制中几种干扰因素的实验研究

利用观测精度可达1～2×10-8ms-2_,的FG5 绝对重力仪,开展了空气阻力、有无隔震弹簧以及仪器自震对重力观测影响等观测实验.通过在环境干扰较小的九峰站观测实验,得到如下结论:在正常大气压状态下所观测到的空气阻力影响约500×10-5ms-2,比理论估算值大近30×105ms-2, 若在低真空状态测量空气阻力也将产生2.3×10-5 ms-2观测误差;落体室真空度维持系统(离子泵)工作不正常,空气阻力也将对重力观测造成0.1～4.1×10-5ms-2的观测误差;在地质条件比较稳定,环境震动干扰较小的基墩上测量,隔震弹簧的作用对观测结果影响不明显,但对测量精度影响较大.上述观测实验的进行,为自由下落法绝对重力仪的研制提供可靠依据.     

一种基于地震噪声等级的陆地重力观测资料评价方法

本文选取GS-15型、gPhone型、PET型和CG-5型等4种陆地重力观测常用的相对重力仪,对比这几种仪器在不同背景观测环境下和不同测评时长的地震噪声等级计算结果。综合分析结果显示:金属弹簧（gPhone型、GS-15型、PET型）与石英弹簧型（CG-5型）重力仪对环境噪声的敏感性存在一定差异,但取测评时长中最平静5天和最平静1天数据所计算的地震噪声等级结果相近。因此,对于流动重力观测点,可以取最平静1天的数据来评价观测点的环境噪声水平和观测精度,可为流动重力测点选址提供方法支撑。      

一种磁张量探测系统载体的磁张量补偿方法

针对磁张量系统载体产生的磁张量值对系统测量精度产生很大影响的问题,以及现有磁补偿模型存在非线性、分体式和参数多的问题,提出一种磁张量系统载体的一体化线性磁张量补偿方法.分析了载体硬磁材料产生固有磁张量值和软磁材料产生感应磁张量值的微观机理,并推导了相应的数学表达式,结合固有磁场影响和感应磁场影响建立了载体磁张量补偿模型.模型中含有20个载体磁张量补偿系数,对模型求解得到补偿系数,结合三分量磁场测量值即可达到对载体磁张量的补偿.实测实验表明,磁张量补偿方法计算得到的载体磁张量值与载体实际产生的磁张量值仅差32nT/m,可以有效完成对磁张量系统的载体磁张量补偿.     

石英弹簧重力仪流变模型的研究

本文给出了确定助动重力仪流变参数和的实用方法.根据中比固体潮合作所得武昌台的精密结果首次研究了 CG-2型石英弹簧重力仪的流变模型并确定了 CG-2317号仪器的流变参数为=0.010,=795.8分钟.实践证明,这种方法对于确定助动重力仪的流变模型是有效的.      

铁磁钻具引起测斜仪方位角误差的校正方法研究

基于煤矿井下近水平钻孔姿态测量的实际需求,阐述了采用三轴加速度计与三轴磁强计构成磁测斜仪测量钻孔倾斜角、工具面向角和方位角的具体方法,分析了影响测量精度的各种误差来源.针对铁磁钻具引入的附加干扰磁场会造成方位角测量误差,提出了借助当地地磁场对方位角误差进行校正的方法.测试结果表明,相比于使用前、后无磁钻具时方位角的测量结果,去掉测斜仪前后的无磁钻具并采用该校正方法,仍可获得高精度的方位角.该校正方法只需在软件算法上做改进就可以使测斜仪钻铤抛掉配套的前、后无磁钻具,在保证测量精度的同时大幅节约了仪器成本并拓宽了测斜仪的应用.     

LCR-ET20弹簧型潮汐重力仪观测结果的分析和比较

基于武汉国际重力潮汐基准站LCR-ET20弹簧重力仪潮汐观测资料，利用国际标准的数据预处理和分析方法，采用与GWR型超导重力仪同址观测对比方法，较系统研究了ET20仪器特征以及大气和海洋重力信号．数值结果表明，尽管ET20的观测精度要比超导型重力仪的精度低一个量级，弹簧蠕变性导致的仪器漂移十分大，但该仪器仍获得了与超导重力仪相当的潮汐参数，能有效用于重力场的时间变化观测．      

相对重力测量的双程工作法

目前我国地震系统相对重力测量的重要目的是为了探索地震前兆。一般来说,二点之间的重力差——段差的精度能控制在10μgl。以内,大概能确定“异常量”——可能是地震前兆。我国各省局、队大都使用石英弹簧重力仪。如沃登、环球等。而且都是规定三程观察。但不同的仪器是否可采用不同的工作方法?关键是工作质量能否达到要求。我所的工作基本上是采用双程测量方法。因此曾产生一些反对的看法。有些同志提出怀疑或认为资料不能使用。为此我们把问题提出来,并加以分析。     

唐山地震前后十年间重力变化的再分析

引言 唐山地震重力变化资料发表后,受到国内外学者的关注,一些评论认为此资料十分宝贵。但由于在唐山地震前所使用的CG-2型重力仪的观测精度并不很高,也有一些评论对观测资料的可靠程度提出质疑,主要有以下几点: (1)唐山地震前重力变化的量级大于目前世界上所公认的震前重力变化的量级。目前公认的震前重力变化一般小于100微伽,且其变化与高程变化有关。重力变化与高程变化之比在布格梯度——空间梯度范围内波动。(2)石英弹簧重力仪存在气压变化影     

拉科斯特重力仪的格值标定

LCR重力仪是测量精度比较高的重力仪,其读数精度是100um/s~2.但由于零漂比较小,每小时约20—30nm/s~2,故在二点之间测单程或单次一般可达100—200nm/s~2的测量精度。显然,如果测量条件及环境恶劣,二点之间的距离很长或二点之间的测量时间间隔太长,则测量精度较差。 拉科斯特重力仪虽有较好的测量精度,但随着人类对地球奥秘认识的深入,对重力测量精度的要求也随之提高;尤其是在地震预报预测方面,由于地壳运动,物质分布的变异     

双重约束条件下的连续重力观测非线性漂移改正方法分析

连续重力观测去除固体潮后所得重力残差结果,除了受仪器故障、自然因素、人为因素以及供电系统干扰外,弹簧重力仪的长期漂移也成为重力变化的重要影响因素,故漂移改正不可忽略。本文以高台地震台近5年的连续重力观测资料为数据基础,采用多阶多项式拟合法,并以驰豫分析结果和流动重力场结果为约束,研究弹簧重力仪的非线性漂移特征及其漂移改正的合理性。研究结果表明：高台重力仪的线性和非线性漂移特征明显,严重影响了其他微弱重力信号的提取,而驰豫分析处理结果和流动重力场成为有效地辅助约束手段,在其双重制约下进行非线性漂移改正,使所得重力非潮汐结果更为准确可靠,为地震预测预报提供较为准确的参考依据。