專利名稱：差分式短基線伸縮儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地學觀測技術(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，標定器采用斜楔位移傳感原理構(gòu)成的精密超微量位移標定平臺。
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分別設置有傳感器3和標定裝置5；標定裝置5安裝在第2基墩b上，傳感器3和前置放大器4連接，標定裝置4、前置放大器5均分別和記錄與控制器6連接。
當硐體發(fā)生固體潮應變時，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。
該伸縮儀靈敏度達到10-11量級，自動化程度高，廣泛應用于全國前兆數(shù)字臺網(wǎng)的改造和建設。
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
本發(fā)明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的抗干擾能力，進一步縮短基線的長度，保證硐體應變觀測的質(zhì)量，降低山洞改造成本，擴大臺網(wǎng)觀測站點，具有很大的經(jīng)濟和社會效益。
本發(fā)明的目的是這樣實現(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，本發(fā)明由基線1、懸吊系統(tǒng)2、傳感器3、前置放大器4、標定裝置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均分別設置有傳感器3和標定裝置5；兩個標定裝置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，兩個標定裝置5、兩個前置放大器4均分別和一個記錄與控制器5連接。
本發(fā)明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，當硐體發(fā)生固體潮應變時，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。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點和積極效果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、由于可進一步縮短基線的長度，從而降低山洞改造的成本，擴大臺網(wǎng)觀測站點，具有很大的經(jīng)濟和社會效益。
總之，本發(fā)明性能價格比高，可廣泛應用于全國前兆數(shù)字臺網(wǎng)的改造和建設。


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-本發(fā)明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-本發(fā)明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。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明一、實施例1、自由差分式短基線伸縮儀如圖2所示結(jié)構(gòu)。
2、固定差分式短基線伸縮儀在如圖2所示的自由差分式短基線伸縮儀結(jié)構(gòu)的基礎上，在基線1的中部設置有固定端A，由第1基墩a支撐，即得一種固定差分式短基線伸縮儀結(jié)構(gòu)，如圖3。
自由差分式和固定差分式比較自由差分式其優(yōu)點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，它相當于兩個方向相反的單端式伸縮儀。由于設置有固定端A，因此使整機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/μm)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行求和計算。
二、實驗結(jié)果本發(fā)明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，本發(fā)明有效地消除了噪聲，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，其特征在于或為自由差分式短基線伸縮儀，或為固定差分式短基線伸縮儀。
2.按權(quán)利要求1所述的差分式短基線伸縮儀，其特征在于自由差分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)均分別設置有傳感器(3)和標定裝置(5)；兩個標定裝置(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，兩個標定裝置(5)、兩個前置放大器(4)均分別和一個記錄與控制器(5)連接，所得測量結(jié)果為兩測量端(B)的測量值之和。
3.按權(quán)利要求1所述的差分式短基線伸縮儀，其特征在于固定差分式短基線伸縮儀是在自由差分式短基線伸縮儀結(jié)構(gòu)的基礎上，在基線(1)的中部設置有固定端(A)，由第1基墩(a)支撐。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種差分式短基線伸縮儀，涉及一種地學觀測技術(shù)領(lǐng)域中的伸縮儀。本發(fā)明或為自由差分式短基線伸縮儀，或為固定差分式短基線伸縮儀。自由差分式短基線伸縮儀的結(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均分別設置有傳感器3和標定裝置5；兩個標定裝置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，兩個標定裝置5、兩個前置放大器4均分別和一個記錄與控制器5連接，所得測量結(jié)果為兩測量端B的測量值之和。本發(fā)明能有效地提高儀器的抗干擾能力，可進一步縮短基線的長度，從而降低山洞改造的成本；能廣泛應用于全國前兆數(shù)字臺網(wǎng)的改造和建設。
文檔編號G01V1/16GK1804661SQ200610018250
公開日2006年7月19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