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專利名稱：差分式短基線伸縮儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種地學(xué)觀測技術(shù)領(lǐng)域中的伸縮儀，具體地說，涉及一種差分式短基線伸縮儀。
背景技術(shù)：
中國地震局地震研究所的一項發(fā)明專利“一種短基線伸縮儀”(申請日1999年8月31日；專利號99116620.5；第一發(fā)明人呂寵吾。)，選用特種銦鋼棒作為基線，并垂直自由懸掛，選用電渦流傳感器或差動變壓器作為傳感器，標(biāo)定器采用斜楔位移傳感原理構(gòu)成的精密超微量位移標(biāo)定平臺。
具體地說，如圖1，“一種短基線伸縮儀”即一種常規(guī)單端式短基線伸縮儀，由基線1、懸吊系統(tǒng)2、傳感器3、前置放大器4、標(biāo)定裝置5、記錄與控制器6組成；基線1的固定端A固定在第1基墩a上，其靠近測量端B處由懸吊系統(tǒng)2托起，垂直自由懸吊；基線1的測量端B分別設(shè)置有傳感器3和標(biāo)定裝置5；標(biāo)定裝置5安裝在第2基墩b上，傳感器3和前置放大器4連接，標(biāo)定裝置5、前置放大器4均分別和記錄與控制器6連接。
當(dāng)硐體發(fā)生固體潮應(yīng)變時，則基線1的測量端B發(fā)生位移，通過傳感器3、前置放大器4檢測后再經(jīng)過記錄與控制器6而顯示出來。
該伸縮儀靈敏度達(dá)到10-11量級，自動化程度高，廣泛應(yīng)用于全國前兆數(shù)字臺網(wǎng)的改造和建設(shè)。
但是，由于測量時儀器受地脈動和其他干擾的影響，以致使觀測記錄精度受到一定的制約。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，提供一種差分式短基線伸縮儀。該伸縮儀能有效地提高整機(jī)的抗干擾能力，進(jìn)一步縮短基線的長度，保證硐體應(yīng)變觀測的質(zhì)量，降低山洞改造成本，擴(kuò)大臺網(wǎng)觀測站點(diǎn)，具有很大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的采用差分式結(jié)構(gòu)。
差分式結(jié)構(gòu)將有效地消除或減小來自同一干擾噪聲源的影響，從而提高測量的精度。
如圖2，本實用新型由基線1、懸吊系統(tǒng)2、傳感器3、前置放大器4、標(biāo)定裝置5、記錄與控制器6組成；基線1的兩端均為測量端B，分別由兩個懸吊系統(tǒng)2托起，垂直自由懸吊；兩個測量端B均分別設(shè)置有傳感器3和標(biāo)定裝置5；兩個標(biāo)定裝置5均分別安裝在兩個第2基墩b上，兩個傳感器3分別和兩個前置放大器4連接，兩個標(biāo)定裝置5、兩個前置放大器4均分別和一個記錄與控制器6連接。
本實用新型的工作原理是和常規(guī)單端式短基線伸縮儀的工作原理一樣，當(dāng)硐體發(fā)生固體潮應(yīng)變時，則基線1的兩個測量端B發(fā)生位移，分別通過兩個傳感器3和兩個前置放大器4檢測后再經(jīng)過一個記錄與控制器6而顯示出來，即所得測量結(jié)果為兩個測量端B的測量值之和。
本實用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、由于是差分式結(jié)構(gòu)，能有效地提高儀器的抗干擾能力，消除環(huán)境條件等對記錄結(jié)果的影響，提高觀測資料的精度；2、由于可進(jìn)一步縮短基線的長度，從而降低山洞改造的成本，擴(kuò)大臺網(wǎng)觀測站點(diǎn)，具有很大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
總之，本實用新型性能價格比高，可廣泛應(yīng)用于全國前兆數(shù)字臺網(wǎng)的改造和建設(shè)。


圖1-常規(guī)單端式短基線伸縮儀結(jié)構(gòu)圖；圖2-自由差分式短基線伸縮儀結(jié)構(gòu)圖；圖3-固定差分式短基線伸縮儀結(jié)構(gòu)圖；圖4-本實用新型安裝在遼寧省朝陽地震臺記錄到的固體潮曲線圖之一；圖5-本實用新型安裝在遼寧省朝陽地震臺記錄到的固體潮曲線圖之二。
其中1-基線； 2-懸吊系統(tǒng)； 3-傳感器；4-前置放大器；5-標(biāo)定裝置； 6-記錄與控制器。
A-固定端； B-測量端； a-第1基墩； b-第2基墩。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明一、實施例1、自由差分式如圖2，本實用新型是一種自由差分式。
2、固定差分式如圖3，在基線1的中部設(shè)置有固定端A，由第1基墩a支撐，即為一種固定差分式。
自由差分式和固定差分式比較自由差分式其優(yōu)點(diǎn)在于相同基線長度的情況下，測量幅度為固定差分式的兩倍，也相當(dāng)于兩個單端伸縮儀的兩倍，提高了記錄幅度，減小了干擾噪聲。但對兩端的傳感器靈敏度的一致性要求較高。
固定差分式結(jié)構(gòu)對兩端傳感器可不要求一致，它相當(dāng)于兩個方向相反的單端式伸縮儀。由于設(shè)置有固定端A，因此使整機(jī)不易受地脈動的影響；但其有效觀測基線的長度為自由差分式的一半。
3、傳感器要求非接觸式、低噪聲、高靈敏度(高于50mV/m)的傳感器。
用于自由差分式結(jié)構(gòu)的兩傳感器靈敏度誤差不得超過1％。
用于固定差分式結(jié)構(gòu)的傳感器，可分別由兩端不同的格值轉(zhuǎn)換后再求和。
4、記錄與控制器能將自由差分式伸縮儀的兩端數(shù)字記錄進(jìn)行求和，不使用模擬放大器，以減小模擬電路自身的噪聲；對于固定差分式伸縮儀，先轉(zhuǎn)換成各自觀測量后再進(jìn)行求和計算。
二、實驗結(jié)果本實用新型安裝在遼寧省朝陽地震臺，經(jīng)實驗，記錄到清晰的固體潮曲線。
如圖4所示的三條曲線中，上、中曲線為單端記錄曲線，其形態(tài)粗糙，表現(xiàn)出較大的噪聲；下曲線為差分記錄曲線，其形態(tài)光滑，表現(xiàn)出極小的噪聲。
如圖5所示的四條曲線中，為不同日期的差分整點(diǎn)值記錄曲線，其形態(tài)光滑，表現(xiàn)出極小的噪聲。
由此可見，本實用新型有效地消除了噪聲，提高了觀測資料的精度。
權(quán)利要求1.一種差分式短基線伸縮儀，其特征在于由基線(1)、懸吊系統(tǒng)(2)、傳感器(3)、前置放大器(4)、標(biāo)定裝置(5)、記錄與控制器(6)組成；基線(1)的兩端均為測量端(B)，分別由兩個懸吊系統(tǒng)(2)托起，垂直自由懸吊；兩個測量端(B)均分別設(shè)置有傳感器(3)和標(biāo)定裝置(5)；兩個標(biāo)定裝置(5)均分別安裝在兩個第2基墩(b)上，兩個傳感器(3)分別和兩個前置放大器(4)連接，兩個標(biāo)定裝置(5)、兩個前置放大器(4)均分別和一個記錄與控制器(6)連接。
2.按權(quán)利要求1所述的差分式短基線伸縮儀，其特征在于在基線(1)的中部設(shè)置有固定端(A)，由第1基墩(a)支撐。
專利摘要本實用新型公開了一種差分式短基線伸縮儀，涉及一種地學(xué)觀測技術(shù)領(lǐng)域中的伸縮儀。本實用新型的結(jié)構(gòu)是基線1的兩端均為測量端B，分別由兩個懸吊系統(tǒng)2托起，垂直自由懸吊；兩個測量端B均分別設(shè)置有傳感器3和標(biāo)定裝置5；兩個標(biāo)定裝置5均分別安裝在兩個第2基墩b上，兩個傳感器3分別和兩個前置放大器5連接，兩個標(biāo)定裝置5、兩個前置放大器4均分別和一個記錄與控制器6連接，所得測量結(jié)果為兩測量端B的測量值之和。本實用新型能有效地提高儀器的抗干擾能力，可進(jìn)一步縮短基線的長度，從而降低山洞改造的成本；能廣泛應(yīng)用于全國前兆數(shù)字臺網(wǎng)的改造和建設(shè)。
文檔編號G01V1/16GK2909286SQ20062009508
公開日2007年6月6日 申請日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月19日
發(fā)明者呂寵吾 申請人:中國地震局地震研究所