国家知识产权局授予DZW型重力仪"发明专利证书"

由中国地震局地震研究所研究员胡国庆、姚植桂和蒋幼华、张勤耕、张道中、朱晓平、李家明等多年精心研制的DZW型高精度重力仪 ,经中华人民共和国国家知识产权局审查通过 ,授予国家发明专利权并颁发专利证书。专利号 :ZL9912 0 0 18.7;国际专利主分类号 :GO1V7/12 ;授权公告日 :2 0 0 3年 8月 2 0日。重力仪的研制属于高科技项目 ,目前仅有极少数发达国家能生产这种仪器 ,且价格昂贵。地震研究所自行研制的DZW型微伽重力仪是我国研究与设计的第一台高精度重力仪 ,该仪器研制成功 ,填补了我国地学仪器在这方面的空白。DZW型微伽重力仪可…     

蓟县地震台gPhone、DZW和GS-15重力仪重力噪声水平对比

选取蓟县地震台同址观测的3台不同型号重力仪(gPhone、DZW和GS-15)2022年全年的连续观测数据,研究不同类型仪器对环境噪声的响应,计算3种重力仪的重力噪声水平,同时计算地震频段(200～600 s)的地震噪声等级,并与全国gPhone重力仪的地震噪声等级进行对比。结果表明：1)在频率低于10^-3 Hz时,扣除固体潮和气压改正可以明显改进重力噪声水平;2)相同台站不同仪器重力噪声水平不同,gPhone型重力仪的背景噪声水平低于DZW型重力仪和GS-15型重力仪,其SNM值为3.355;3)2022年全国gPhone重力仪的地震频段噪声水平均值为5.418,蓟县台的噪声水平平均值为3.465,低于全国的噪声水平。研究结果可为3类重力仪观测数据的研究应用提供参考。     

一种改进的计数型TDC设计及实现

基于常规计数型TDC设计思想,通过FPGA芯片的内部PLL延迟相位技术和内部资源构建延迟链改进常规计数型TDC,时间间隔测量精度可达200 ps。该方法对激光测距、三维激光扫描仪、绝对重力仪等仪器中精密时间测量系统的研究具有实际意义。     

应用电子技术提高重力仪的观测精度和工作效率

重力仪是进行重力勘探的主要仪器,其精度的高低直接影响着重力勘探的探测效果。当今最优秀的GS型金属弹簧重力仪的精度为0.02～0.01mGal。国内外各厂家生产的石英弹簧重力仪中,美国Texas公司生产的渥登(Worlden)型重力仪是目前较好的重力仪,其精度也只能达到0.01mGal。这样精度的重力仪对高精度的重力测量是不能满足要求的,且这些重力仪比较笨重,操作较麻烦,精度受外界因素的影响严重。因此限制了重力勘探的工作效率和探测效果。随着电子技术和传感技术的发展,应用电子技术提高重力仪的观测精度已成为现实。国外科学家采用具有放大倍数高、抗干扰能力强的电子技术进行放大的高灵敏度的传感器,开发出了LCR-D型新一代重力仪。     

CG-5型重力仪漂移特性与分时段平差处理

详细分析了4台CG-5型重力仪的静、动态漂移特性，结果发现，单次的静态测试结果中，CG-5型重力仪静态漂移呈很好的线性上升趋势，但划分不同时间尺度，每个时间段的仪器漂移率仍存在一定差异。同时，静态漂移率也存在长期变化的特征，不同测期CG-5型重力仪的漂移率差异较大：刚出厂时，CG-5型重力仪的漂移率变化幅度较大；随着时间变化，幅度逐渐减小，最终在一定区间内震荡。4台仪器的动态漂移率与仪器空间变化关系不密切，但仪器间的漂移特性在静态漂移率的长期变化、上下山的动态实验和单个测期各测线的动态漂移率变化中都表现出较为一致的变化趋势。基于以上认识，采用分时段平差的方法对观测数据进行分段漂移改正，改正后各台仪器和总体的联测精度指标均有所提高。     

DZY—2型海洋重力仪在上海通过技术鉴定

1984年11月6日至8日,国家地震局和国家海洋局在上海联合召开了DZY—2型海洋重力仪鉴定会。此仪器是国家地震局地震研究所于1980年受国家海洋局委托,在该所研制的ZYZY型海洋重力仪的基础上进一步研制的新型海洋重力仪。1983年9月至1984年2月两次在向阳红10号船使用,5300浬     

CHZ-Ⅱ海洋重力仪重力敏感结构的性能测试与分析

在原有CHZ重力仪研制基础上,设计新一代海洋重力仪CHZ-Ⅱ并进行硬件搭建与测试。阐述了为CHZ-Ⅱ重力敏感结构设计的测试方案、实验过程及其结果分析,主要包括弹性系统的刚度、交叉耦合效应和漂移效应。实验表明,该结构在目前的测试内容下符合设计要求。     

关于LaCoste-Romberg G型重力仪几个问题的探讨

本文讨论了LaCoste-Romberg G型重力仪的弹性系统灵敏度问题、格值非线性问题、周期误差、仪器误差源及测量精度等问题。 文章提出了G型重力仪灵敏度随绝对重力值变化而变化,要使灵敏度稳定必需使主弹簧上端悬挂点和摆旋转轴连线与垂线夹角不变。格值非线性产生于测量杠杆。周期误差主要产生于测量减速箱。由于仪器结构的误差,该仪器的总测量精度在20～35微伽内。     

我国一些绝对重力点精度的初步评价

利用国家地震局系统的重力测量资料,以及在绝对重力点间专门进行的相对重力联测,初步检核了中国计量科学研究院的绝对重力仪于1979-1981年期间施测的12个绝对重力点的精度水平;对于1981年我国用意大利绝对重力仪所测的某些绝对重力点的实际精度水平,本文也有所涉及。所得结果表明,两种绝对重力仪的测量结果中都发现了有些绝对重力点的绝对重力值存在较大的误差,已超出仪器设计者所宣称的精度指标。本文明确提出地震重力测量工作对绝对重力测量的精度要求;并建议仪器设计者继续改进绝对重力仪,特别要在提高绝对重力仪的稳定性和保证实际精度方面采取有效措施。     

GS型重力仪的静电反馈与静电标定

本文介绍了静电反馈及静电标定技术在GS型重力仪上的具体应用,着重阐述了它的工作原理。应用结果表明,装配有静电反馈及静电标定系统的重力仪,不但观测资料精度大大提高,而且仪器的标定既简单又准确。     

Burris型重力仪温度特性研究

通过对多台Burris型相对重力仪实施不同时长的断电、再通电后进行静置测量,研究该型仪器的温度特性。在温度约为14 ℃的地下室内,长时间断电冷却后,Burris型相对重力仪需要125 min才能达到恒温点(仪器不再提示温度不足),通电65 h后零漂率仍然大于0.005×10-5 m·s-2/h,110 h后仪器的零漂才能达到地震观测仪器进网要求的小于0.003×10-5 m·s-2/h。在相同条件下,对3台Burris型重力仪分别实施15 min、2 h、24 h较短时间冷却、再通电,静置测量数据表明,在升温过程中,重力仪读数过程为先大幅减小后小幅增大再变小至稳定,绝对变化率先减小后少量增大再变小;不同冷却时间既影响仪器到达恒温点需要的时间,也影响仪器读数稳定的时间。15 min的断电需要大约1 h的加热过程才能使读数稳定;仪器到达恒温点后读数仍在快速变化中,且仪器读数变化中的最小值出现在到达恒温点后;断电可能会影响再通电仪器读数稳定后在短时间内的观测精度。     

零漂改正对中国地壳运动观测网络重力数据处理的影响

基于中国地壳运动观测网络2000年流动重力观测数据,分析18台LCR-G型相对重力仪的零漂特性。结果显示,重力仪零漂率在某些时段变化较大,最大达10 μGal/h以上。根据重力仪零漂改正的不同处理方法,利用传统平差模型与改进模型对观测数据进行平差计算,并对结果进行比较。在相同先验中误差的情况下,传统平差模型的后验中误差为39 μGal,重力值平均精度为26.5 μGal,而改进模型的后验中误差为16.5 μGal,重力值平均精度为11.2 μGal,远高于传统平差模型。在数据预处理阶段按闭合观测分段进行零漂改正,可以有效消除重力仪零漂剧烈变化的影响,明显优于将仪器零漂率当作固定参数的计算方法。     

Feedback Scale因子对Burris型相对重力仪观测成果的影响

对3台Burris型重力仪系统中的feedback scale因子对相对重力测量成果的影响进行测试分析和研究。结果表明, feedback scale因子值与Burris型重力仪读数线性相关,且线性系数与FBK改正值有关。若feedback scale因子值产生等比例的变化,FBK改正值越大,仪器读数的变化越大。在feedback scale因子值增加时,FBK改正值的正负符号决定仪器读数变化的方向。在重力值差仅有17 mGal的测段上测量时,3台Burris型重力仪基本相同的feedback scale因子变化量,得到的不同重力值差最大可相差0.140 mGal。当同一台仪器在FBK改正值分别为-14.7 mGal和2.2 mGal的2个测点进行测量时,若feedback scale因子值变化2%,测量所得重力值差的变化超过0.300 mGal。     

CG型重力仪性能对比分析

对6台CG型重力仪分别进行静态和动态稳定性试验,结果表明,CG-6型重力仪继承了CG-5型重力仪的静态稳定性优点,静态曲线拟合成直线的拟合中误差小于3 μGal,最大拟合差小于5 μGal;CG-6型重力仪动态精度和动态零漂率明显优于CG-5型重力仪。     

拉科斯特—隆贝克ET-22重力仪试验及观测结果

本文概述了拉科斯特—隆贝克ET-22重力仪的结构及工作原理。为了弄清仪器的性能,进行了温度、气压和电压试验。试验结果表明,拉科斯特—隆贝克ET-22重力仪的密封性能良好,受气压干扰很小。20℃是仪器的最佳工作温度,仪器的漂移最小。最后给出了仪器在武昌固体潮台站观测资料的分析结果。     

DZY-2型海洋重力仪

我所最近研制的DZY-2型走航式海洋重力仪,采用高刚度横摆结构、精密电容测微、单层恒温等技术,具有精度高、结构简单、操作方便、可靠性和稳定性好等特点。特别是采用了和力平衡加速度计相同的原理,极大地提高了仪器的抗干扰加速度能力,省掉了C-C计算机。适用于远洋重力测量。 1983年10月DZY-2型海洋重力仪随向阳红10号船进行首次海上试验,向国家单位提供测量数据。1984年11月至1985年4月又在南极海域恶劣海况试验中始终正常,取得航途和南大洋大约22100浬的海洋重力资料。 本文介绍了DZY-2型海洋重力仪的基本原理、结构和一部分试验数据。     

LCR-G型重力仪仪器参数的时变特征

采用区域适定法对LCR－G型重力仪的仪器参数进行适时标定。对标定结果的分析表明：（1）区域适定法标定结果与基线标定结果精度相当；（2）重力仪的线性项参数呈现随时间的趋势性下降和非线性。采用区域适定解校正后的线性项参数处理区域重力网的观测资料，不仅能有效地削弱系统误差，而且可提高重力仪检测地震信息的能力。     

高精度重力仪设计中的几个问题

摆式重力仪的悬挂形式如同周长期竖直向地震计(图1)。有名的La Coste重力仪和Geodynamics重力仪,精度达μgal量级,可以记录固体潮汐,是世界上最先进的重力仪。 如果仪器采用零长弹簧(1=0),并采取气压补偿措施,则平衡时作用在重力仪上的力矩方程可写作     

GS15重力仪电磁反馈和观测资料的数字采样分析

GS15重力仪是静力式螺旋状弹簧重力仪。仪器的检测系统是一种电容换能开环检测系统。我们从1982年开始对GS15(No231)重力仪采用电磁反馈方法进行改装。把原来开环检测系统改为闭环检测系统。并用数字磁带、以不同频率作采样记录。这样,就使该台仪器的摆杆处于零位,即电容电桥的平衡位置。同时在输出端可分别记录重力潮汐信息和叠加在潮汐曲线上反映重力仪摆杆通过平衡位置时的瞬时信息。并将该信号加以专门放大输出。所有信息都同时采用模拟和数字采样记录。 观测试验表明,采用电磁反馈和数字采样记录有如下优点: (1) 提高重力潮汐的观测质量。由于重力仪摆杆处于零位,仪器稳定性增加了。并使记录格值标定准确,且完全线性。仪器灵敏度保持不变。在专门放大的高频输出信息上,可了解噪声的频谱分布,以便构制数字滤波器,以代替该仪器原有100秒的有源滤波器,从而使潮汐相位不致失真。 (2) 利用重力仪摆杆过零位专门放大的高频信息,可开展非潮汐高频信息的研究,探讨地面脉     

CG-5重力仪倾斜传感器检验调整原理解析及应用

对照CG-5数字重力仪倾斜传感器检验调整步骤,解析重力仪倾斜传感器零位补偿和灵敏度的检验调整原理,剖析倾斜传感器检验调整机理,通过实验对检验调整解析原理进行验证。结果表明,本文解析的检验调整原理正确,同时提出重力测量时倾斜传感器检验调整限差制定依据。该解析方法对于了解仪器原理、优化仪器应用及仪器的二次开发利用有参考作用。