專利名稱：重力和傾斜固體潮綜合觀測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種潮汐觀測儀器，尤其涉及一種重力和傾斜固體潮綜合觀 測儀。
背景技術：
在行星固體潮研究中，為測量起潮力在某一給定點的分量，必須沿地方參考 系的三個軸安置三種儀器，指向天頂?shù)拇咕€方向安置重力儀，測量起潮力的垂直 分量，即重力固體潮；在水平面內(nèi)的兩個水平方向安置傾斜儀，測量起潮力的南 北和東西分量，即傾斜固體潮。目前國內(nèi)外大都分別以重力儀和傾斜儀觀測固體潮的三個分量，這樣或多或 少地出現(xiàn)在某一給定點上觀測了起潮力的垂直分量卻忽略了觀測起潮力的水平 分量，或者情況相反。重力與傾斜資料在地球科學兩個主要領域一一大地測量和地球物理中有很 多種用途。利用全球分布的精密場固體潮和非潮汐變化資料研究地球動力學問 題，是地學重要組成部分，也為地震監(jiān)測提供依據(jù)。地震前兆觀測手段基本上是以硐體觀測儀為主，全國已建成數(shù)百個硐體臺 站，為地震監(jiān)測發(fā)揮了積極作用。但由于山洞分布不均，相當多需監(jiān)測地區(qū)沒有 山，或者有山但開鑿山洞費用昂貴，沒有條件開鑿山洞。形成地震前兆監(jiān)測空白 區(qū)，造成布局不夠合理。隨著科學技術發(fā)展，對觀測數(shù)據(jù)的精度要求也越來越高， 因此發(fā)展井下綜合觀測技術是地震前兆監(jiān)測必由之路。眾所周知，地震是發(fā)生在 地球的深部，將儀器放在地下深處，才能更容易收集到地球內(nèi)部信息。儀器安裝 在地下幾十米以至數(shù)千米井下，能有效地克服地表環(huán)境因素的干擾，溫度穩(wěn)定， 沒有山洞中的氣流和進人干擾影響，背景噪聲小，易提高觀測精度，是理想觀測 環(huán)境。儀器占地面積小，對地質條件限制小，不需開鑿山洞，對山區(qū)沒有依賴，可在絕大多數(shù)需要監(jiān)測地方，甚至在海底安裝，能在監(jiān)測海底地震及其引起的海 嘯中發(fā)揮重要作用，可最大限度滿足選點的合理性。開鑿一個山洞比鉆一口鉆孔 井的費用高出近百倍，而山洞的管理維護費用遠遠高于鉆孔儀器，其經(jīng)濟性好。 井下儀器還有布設周期短和易管理等特點。 本實用新型的技術要點和難點有
① 如何實現(xiàn)彈性系統(tǒng)小型化、高精度及高穩(wěn)定度。
② 如何為儀器提供面板格值常數(shù)及在線標定方法。
③ 解決置平系統(tǒng)分辨力與寬的調(diào)整范圍問題。
④ 系統(tǒng)下井的定位和偶合技術
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就在于解決現(xiàn)有技術存在的上述要點和難點，提供一種重 力和傾斜固體潮綜合觀測儀，不僅經(jīng)濟實用、易于安裝布設、信噪比高，又能在 同一給定點觀測重力和傾斜固體潮，獲得可靠、精密和連續(xù)的觀測數(shù)據(jù)，滿足了 地球深部固體潮汐基礎研究和地震監(jiān)測需要。
要求
① 小型化、精密和穩(wěn)定的彈性系統(tǒng)，實現(xiàn)井下重力固體潮觀測；
② 分辨力優(yōu)于0.0002"的二維傾斜傳感器，實現(xiàn)井下水平傾斜固體潮觀
③ 高辨力(優(yōu)于O.OOOl陶)小型差動電容微位移傳感器，高穩(wěn)定信號源以 及相關的低噪聲、高精度、格值穩(wěn)定鎖相放大器及靜電反饋閉環(huán)測量系統(tǒng)；
④ 精密彈性系統(tǒng)控溫，耐壓、密封、恒溫、防電磁屏蔽的儀器主體筒結構， 適應井下環(huán)境，外部要設計定位調(diào)節(jié)和偶合鎖定機構，滿足井下安裝與維修要求；
⑤ 數(shù)字化自動和遠程控制置平、調(diào)擺、標定及數(shù)據(jù)記錄和處理系統(tǒng)，開發(fā)總 線控制技術及相應軟件。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的 1、技術路線
(1) 設計采用直徑小(150mm左右)的線性平移結構彈性系統(tǒng)重力測項；
(2) 采用兩個獨立的垂直擺結構，傳感器為差動電容位移傳感器；(3) 重力測量電路采用格值穩(wěn)定的靜電反饋閉環(huán)測量系統(tǒng)；
(4) 傾斜測量也可采用鎖相放大測量技術；
(5) 采用隔熱密封結構和高精度恒溫系統(tǒng)；
(6) 面板格值常數(shù)采用比測方法提供，在線標定采用靜電方法；
(7) 系統(tǒng)的置平、調(diào)擺采用機電反饋控制系統(tǒng)；
(8) 通信采用無線(CD區(qū)、GPRS等)或有線(Internet網(wǎng)絡等)方式。 2、具體技術方案
如圖l，本實用新型的結構是在地面(A)上的系統(tǒng)主機箱(B)通過傳輸 電纜線(C)與設置在鉆孔井護套管(D)內(nèi)的儀器本體(E)連接；
系統(tǒng)主機箱(B)包括電源、數(shù)據(jù)采集控制器、微型機算計機和通信部分； 如圖2，所述的儀器本體(E)的結構是在本體外殼(10)內(nèi)，從上到下，
包括依次連接的吊裝孔(1)、壓力彈簧(3)、支撐柱(4)、定向裝置(5)、 球頭關節(jié)(6)、電路單元(7)、重力儀(9)、傾斜儀(11)、初置平裝置(12) 和精密置平裝置(13);
本體外殼(10)的底部設置有錐形定位孔(14)，錐形定位孔(14)和固定 在鉆孔井護套管(D)底部中央的固連球頭(15)連接。
本實用新型的工作原理是
儀器本體(E)中的重力儀(9)和傾斜儀(11)分別將垂直向的重力變化量 和水平兩個方向的傾斜變化量轉換成位移變化量；經(jīng)電路單元(7)，將模擬電 壓信號變換為數(shù)字信號，進行實時數(shù)據(jù)采集，又經(jīng)微型計算機接收處理，分別送 至顯示器進行顯示和電子盤存儲；也可實時遠程通信，將數(shù)據(jù)經(jīng)由無線(如CDMA) 或有線(如以太網(wǎng)RJ45接口)方式傳送至遠方的數(shù)據(jù)中心分析和處理。
本實用新型具有下列優(yōu)點和積極效果
① 為地球深部固體潮汐研究和地震監(jiān)測提供一種新的觀測方法；
② 小型化重力彈性系統(tǒng)；
③ 互不干擾的獨立垂直擺結構；
④ 高分辨力電容傳感器；
⑤ 格值穩(wěn)定的鎖相放大及靜電反饋閉環(huán)測量系統(tǒng)；
⑥ 系統(tǒng)信噪比和觀測精度高；
6⑦ 綜合觀測經(jīng)濟性好、易安裝布設，也適合地震應急監(jiān)測；
⑧ 本實用新型將重力儀和傾斜儀一體化，放入井下，在同一位置、同時對垂 直向重力固體潮和兩方向的水平固體潮進行同步觀測，提供可靠、精密和連續(xù)的 觀測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)也可配上三角底座在一般的山硐中使用。


圖l是本系統(tǒng)結構示意圖，其中
A—地面； B—系統(tǒng)主機箱； C—傳輸電纜線；
D—鉆孔井護套管； E—儀器本體。
圖2是儀器本體結構示意圖，外形為圓柱形；其中
l一吊裝孔；B—傳輸電纜線；3—壓力彈簧； 4一支撐柱； 5—定向裝置；6—球頭關節(jié)；7—電路單元； D—鉆孔井護套管； 9一重力儀；IO—本體外殼；11—傾斜儀； 12—初置平裝置 13—精密置平裝置； 14—錐形定位孔；15—固連球頭。
圖3是重力儀結構示意圖；其中
9.1一變速器； 9.2—調(diào)擺電機； 9.3—測量彈簧；
9.4一磁屏蔽罩； 9.5—密封恒溫桶； 9.6—上定極片；
9.7—下定極片；9.8—質量擺； 9.9一調(diào)擺螺旋； 9. IO—鎖擺電機；9. 11—鎖擺連接桿；9. 12—管形支架；
9. 13—動極片；9. 14一鎖擺機構；9. 15—底座。 圖4. 1是傾斜儀結構圖示意圖(主視)，圖4. 2是傾斜儀擺系結構示意圖(左視);
其中
ll.l一絕緣墊塊； 11.2—吊絲； 11.3—左定極片；
11.4一擺垂(動極板)；11.5—上固定板； U.6—管形支架；
11.7—右定極片； 11.8—鎖擺機構； 11.9—底座； 11. IO—固定頂板。 圖5是精密微位移測量系統(tǒng)原理框圖，其中
7. l—數(shù)字振蕩器； 7. 2—前置放大器； 7. 3—選頻放大器；
7.4—相敏檢波器； 7.5—移相器； 7.6—方波發(fā)生器；7.7—靜電反饋器； 圖6是精密控溫系統(tǒng)原: 7. IO—精密穩(wěn)壓器; 7. 13—功率放大器;
9. 8—濾波器； 框圖，其中 7. 11—溫度測量電橋; 7. 14—加熱線圈。
7.9—電容傳感器。 7. 12—信號放大器;
具體實施方式
一、 總體布置
如圖1、 2，由鋼纜繩與吊裝孔(1)連接，將儀器本體(E)吊起，此時支 撐柱(4)處于收縮狀態(tài)，可以把儀器本體(E)緩慢向鉆孔井護套管(D)內(nèi)放 置，傳輸電纜線(C)也同時往下放，當儀器本體(E)放到鉆孔井底部時，這時 儀器本體(E)的錐形定位孔(14)與固連球頭(15)相連接，并將儀器本體(E) 支撐起來，鋼纜繩處于了松弛狀態(tài)，支撐柱(4)也自然張開，將儀器本體(E) 緊密地與鉆孔井護套管(D)的管壁偶合。
打開系統(tǒng)電源，啟動鎖擺機構，將兩垂直擺傾斜儀的擺垂(動極板)松開， 使其處于自由運動狀態(tài)。等一段時間使機械應力釋放后，同時對系統(tǒng)進行加溫， 當溫度經(jīng)過約24小時加溫后，溫度基本處于穩(wěn)定。再對系統(tǒng)進行置平，啟動精 密置平裝置，置平裝置會自動的將系統(tǒng)向水平位置調(diào)整，即使兩個垂直擺的擺位 移至零位(兩動極板間中心)，此時精密置平裝置會自動停止調(diào)整。系統(tǒng)置平后 便可打開重力儀的鎖擺裝置，將彈性系統(tǒng)松開，然后打開調(diào)擺裝置使質量擺上的 動片處于零位，調(diào)擺裝置會自動識別方向和位置，到了零位自動停止調(diào)整。上述 操作步驟完成后，系統(tǒng)可進入正常工作狀態(tài)，實時對重力和傾斜的全方位潮汐進 行觀測。
二. 系統(tǒng)主要技術指標-
a、 重力分量
分辯力《0. 1X10一W2 準確度優(yōu)于10X10—8ms—2 零點漂移《1000X10—8ms—7月 可調(diào)測程范圍>7， 000 mgal
b、 傾斜分量分辯力《0.0002" 零點漂移〈0.005" /d 量程>±2〃 。 二、各部件
1、重力儀(9)
如圖3，重力儀(9)包括變速器(9. 1)、調(diào)擺電機(9. 2)、測量彈簧(9. 3)、 磁屏蔽罩(9.4)、密封恒溫桶(9.5)、上定極片(9.6)、下定極片(9.7)、 質量擺(9.8)、調(diào)擺螺旋(9.9)、鎖擺電機(9.10)、鎖擺連接桿(9.11)、 管形支架(9.12)、動極片(9.13)、鎖擺機構(9.14)、底座(9.15);
其位置及連接關系是
調(diào)擺電機(9.2)和變速器(9.1)連接，變速器(9.1)和調(diào)擺螺旋(9.9) 連接，調(diào)擺螺旋(9.9)和測量彈簧(9.3)連接，測量彈簧(9.3)和動極片(9. 13) 連接，動極片(9.13)與質量擺(9.8)連接；鎖擺電機(9.10)和鎖擺連接桿 (9.11)連接，鎖擺連接桿(9.11)和鎖擺機構(9.14)連接。
上、下定極片(9.6、 9.7)和動極片(9.13)均為圓片形；
變速器(9.1)為多級齒輪減速結構；
調(diào)擺電機(9.2)和鎖擺電機(9.10)均為直流減速電機；
密封恒溫桶(9.5)為繞有加熱絲的鋁桶制成。
重力儀(9)工作原理是
本重力儀(9)的彈性系統(tǒng)采用了質量平移式線性結構，屬彈簧類重力儀， 其基本原理是利用彈性力來平衡重力。當重力場發(fā)生變化，對掛在測量彈簧(9.3) 下的質量擺(9.8)的引力發(fā)生變化，測量彈簧(9.3)的長度也相應發(fā)生變化。 測量彈簧(9.3)的平衡方程為#^/> 。式中i/為質量擺(9.8)的質量，《為重 力加速度，/為測量彈簧剛度系數(shù)，z為測量彈簧(9.3)的拉伸長度。由測量彈 簧(9.3)的平衡方程式可導出重力儀變化時彈簧的相對伸長量dx/x=dg/g。由 于重力加速度的變化很小，彈簧的相對伸長量也很小，質量平移式線性結構沒有 機械放大，因此須有一個高精度的測量微位移系統(tǒng)，測量質量擺(9.8)的位置 變化。重力儀(9)精度為1 pGal時，彈簧的工作長度為Fl00mm， dx=100X (dg/g) =100X10—9 ram=0.0001 um。從而確定了測微器的精度必須優(yōu)于0. 0001 um。高精度的測微系統(tǒng)采用三片式差動電容位移傳感器，上、下定極片(9.6、 9.7)與支架(9.12)連接固定，但相互保持絕緣；動片(9.13)的上端與測量彈簧 (9.3)連接，下端與質量擺(9.8)連接，當重力場發(fā)生變化時，使得動片與定片 間的距離發(fā)生微小的變化，由數(shù)字振蕩器給上、下定極片(9.6、 9.7)加穩(wěn)幅和 穩(wěn)頻10KHz左右的基準信號，傳感器構成交流電橋，距離的變化轉換為電容量的 變化，再又轉換為交流電壓的變化，經(jīng)前置放大、選頻放大、移相器、鎖相放大 器的放大變?yōu)橹绷餍盘?，靜電反饋電路將這一擺位偏移信號再積分放大加到上、 下定極片(9.6、 9.7)上，迫使動片(9. 13)回到中心位置，這時靜電反饋力等于 重力的變化值，另一路則經(jīng)濾波為重力輸出信號。采用靜電反饋閉環(huán)測量系統(tǒng)， 消除彈性系統(tǒng)滯后影響，提高系統(tǒng)的觀測精度及其格值穩(wěn)定度。
重力儀(9)測定重力變化的前提是測量彈簧(9.3)的彈性必須高度穩(wěn)定， 為了滿足萬分之一微米測量精度，彈性系統(tǒng)的測量彈簧(9.3)穩(wěn)定度必須達 10—9 ，因此需要一個高精度的恒溫系統(tǒng)來保證彈性系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對恒溫精度 提出須達o.ooorc要求。彈性系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和恒溫控制系統(tǒng)構成了重力儀的 三個主要部分，這三部分的性能指標決定著重力儀的性能。設計時須圍繞如何提 高這些技術指標及保證其穩(wěn)定可靠進行，滿足重力(垂直向)固體潮測量。 2、傾斜儀(11)
如圖4. 1、 4.2，傾斜儀(11)包括絕緣墊塊(11.1)、吊絲(11.2)、左定 極片(11.3)、擺垂(動極板)(11.4)、上固定板(11.5)、管形支架(11.6)、 右定極片(11.7)、鎖擺機構(11.8)、底座(11.9)、固定頂板(11.10)
其位置及連接關系是
由兩個相同的垂直擺(11.4)，方向相差90度上下層結構疊加而成；垂直 擺底座(11. 9)和管形支架(11. 6)連接，管形支架(11. 6)和固定頂板(11. 10) 連接，固定頂板(11.10)和絕緣墊塊(11.1)連接，絕緣墊塊(11.1)和上固 定板(11.5)連接，上固定板(11.5)和雙扁平吊絲(11.2)連接，吊絲(11.2) 和擺垂(11.4)連接。
左、右定極板(11.3、 11.7)和動極板(11.4)均為長方形；
鎖擺機構(11.8)由直流減速電機和螺桿等組成。 傾斜儀(11)工作原理是
垂直擺傾斜儀運用擺的鉛垂原理。垂直擺由管形支架(11.6)、吊絲(11.2)和擺垂(11.4)三部分組成。垂直擺在沒有振動的條件下處于鉛垂狀態(tài)，當發(fā)生 傾斜變化時，垂直擺平衡位置發(fā)生變化，擺垂(11.4)和管形支架(11.6)之間 的相對位置發(fā)生變化，擺垂(11.4)本身構成電容式位移傳感器的動極板，左、 右定極片(11.3、 11.7)與管形支架(11.6)的底座(11.9)連接，相互之間保 持絕緣，擺系將傾斜的角度變化轉換為位移的變化，因此電容位移傳感器的動極 板與之間的左、右定極片(11.3、 11.7)間距也相應地發(fā)生變化(一邊增加、另 邊減小)，其關系有AV=206265X (Ad/1)，式中Av為傾斜角度，單位為角 秒(")，l為擺長，它由懸掛點上固定板(11.5)到擺垂(動片)(11.4)的重 心的距離，Ad為擺垂(動片)(11.4)的相對位移量。通過傳感器轉換成電信 號并加以放大，就可將擺垂(動片)(11.4)的微小位移轉換成電信號。由于地 傾斜的相對變化量很小，擺的相對偏移量也很小，因此必須有一個高精度的測微 系統(tǒng)，測量擺垂(動片)(11.4)的位置的變化。高精度的測微系統(tǒng)與重力儀類 似，分辨力優(yōu)于0.0001 Pm，采用相關接收技術的鎖定放大器，經(jīng)濾波輸出傾斜 信號，使得傾斜測量分辯力優(yōu)于0.0002"。滿足傾斜(水平向)固體潮測量。 3、電路單元(7)
電路單元(7)包括精密微位移測量系統(tǒng)、精密控溫系統(tǒng)和鎖擺、調(diào)擺控制 電路；
精密微位移測量系統(tǒng)與重力儀(9)的上、下定極片(9. 6、 9. 7)和動片(9. 13) 進行信號連接；
精密微位移測量系統(tǒng)與傾斜儀(11)的左、右定極片(11.3、 11.7)和擺垂 (動極板)(11.4)進行信號連接；
精密控溫系統(tǒng)與重力儀(9)的密封恒溫桶(9.5)連接。 在運輸和安裝時，為了系統(tǒng)擺系安全不受損，重力儀(9)和傾斜儀(11) 均配有鎖擺裝置。重力儀為滿足全球測程需要，配有調(diào)擺裝置，系統(tǒng)配有傾斜置 平裝置。電路單元(7)的鎖擺、調(diào)擺控制電路與鎖擺電機(9.10)、調(diào)擺電機 (9.2)、鎖擺機構(11.8)、精密置平裝置(13)等控制信號連接。 (l)精密微位移測量系統(tǒng)
如圖5，精密微位移測量系統(tǒng)由數(shù)字振蕩器(7.1)的一路依次連接電容傳 感器(7.9)、前置放大器(7.2)、選頻放大器(7.3)、相敏檢波器(7.4);另一路依次連接移相器(7.5)、方波發(fā)生器(7.6)、相敏檢波器(7.4);
再由相敏檢波器(7.4)到靜電反饋器(7.7)，積分后一路再回到電容傳感 器(7.9),另一路連接濾波器(9.8);
或者由相敏檢波器(7.4)直接與濾波器(9.8)連接。
傾斜儀和重力儀的測量系統(tǒng)基本相同。傾斜儀的測量系統(tǒng)也可無需靜電反饋 器(7.7)，直接由相敏檢波器(7.4)連接濾波器(7.8)輸出傾斜信號。
上述部件均為常用部件。
(2)精密控溫系統(tǒng)
如圖6，精密控溫系統(tǒng)由依次連接的精密穩(wěn)壓器(7.10)、溫度測量電橋 (7.11)、信號放大器(7.12)、功率放大器(7.13)、加熱線圈(7.14)、溫 度測量電橋(7. 11)所組成。整個測量系統(tǒng)恒溫結構有多層不同的溫階控溫系統(tǒng) 所構成。
上述部件均為常用部件
4、其它部件
如圖2，吊裝孔(1)、壓力彈簧(3)、支撐柱(4)、定向裝置(5)、球 頭關節(jié)(6)、初置平裝置(12)、錐形定位孔(14)和固連球頭(15)均為常 用部件。
精密置平裝置(13)由兩套互為垂直的蝸輪、蝸桿和置平電機等組成。
權利要求1、一種重力和傾斜固體潮綜合觀測儀，包括主機箱(B)，由電源、數(shù)據(jù)采集控制器、微型機算計機和通信部分組成；其特征在于在地面(A)上的系統(tǒng)主機箱(B)通過傳輸電纜線(C)與設置在鉆孔井護套管(D)內(nèi)的儀器本體(E)連接；所述的儀器本體(E)的結構是在本體外殼(10)內(nèi)，從上到下，包括依次連接的吊裝孔(1)、壓力彈簧(3)、支撐柱(4)、定向裝置(5)、球頭關節(jié)(6)、電路單元(7)、重力儀(9)、傾斜儀(11)、初置平裝置(12)和精密置平裝置(13)；本體外殼(10)的底部設置有錐形定位孔(14)，錐形定位孔(14)和固定在鉆孔井護套管(D)底部中央的固連球頭(15)連接。儀器本體(E)中的重力儀(9)和傾斜儀(11)分別將垂直向的重力變化量和水平兩個方向的傾斜變化量轉換成位移變化量；經(jīng)電路單元(7)，將模擬電壓信號變換為數(shù)字信號，進行實時數(shù)據(jù)采集，又經(jīng)微型計算機接收處理，分別送至顯示器進行顯示和電子盤存儲；也可實時遠程通信，將數(shù)據(jù)經(jīng)由無線或有線方式傳送至遠方的數(shù)據(jù)中心分析和處理。
2、 按權利要求1所述的一種重力和傾斜固體潮綜合觀測儀，其特征在于 重力儀(9)包括變速器(9.1)、調(diào)擺電機(9.2)、測量彈簧(9.3)、磁屏蔽罩(9.4)、密封恒溫桶(9.5)、上定極片(9.6)、下定極片(9.7)、質 量擺(9.8)、調(diào)擺螺旋(9.9)、鎖擺電機(9.10)、鎖擺連接桿(9.11)、管 形支架(9.12)、動極片(9.13)、鎖擺機構(9.14)、底座(9.15); 其位置及連接關系是調(diào)擺電機(9.2)和變速器(9.1)連接，變速器(9.1)和調(diào)擺螺旋(9.9) 連接，調(diào)擺螺旋(9.9)和測量彈簧(9. 3)連接，測量彈簧(9. 3)和動極片(9.13) 連接，動極片(9.13)與質量擺(9.8)連接；鎖擺電機(9.10)和鎖擺連接桿 (9.11)連接，鎖擺連接桿(9.11)和鎖擺機構(9.14)連接。
3、 按權利要求1所述的一種重力和傾斜固體潮綜合觀測儀，其特征在于傾斜儀(11)包括絕緣墊塊(11.1)、吊絲(11.2)、左定極片(11.3)、 擺垂(動極板)(11. 4)、上固定板(11. 5)、管形支架(11. 6)、右定極片(11. 7)、 鎖擺機構(11.8)、底座(11.9)、固定頂板(11.10);其位置及連接關系是由兩個相同的垂直擺(11.4)，方向相差90度上下層結構疊加而成；垂直 擺底座(11. 9)和管形支架(11. 6)連接，管形支架(11. 6)和固定頂板(11.10) 連接，固定頂板(11.10)和絕緣墊塊(11.1)連接，絕緣墊塊(11.1)和上固 定板(11.5)連接，上固定板(11.5)和雙扁平吊絲(11.2)連接，吊絲(11.2) 和擺垂(11.4)連接。
4、 按權利要求1所述的一種重力和傾斜固體潮綜合觀測儀，其特征在于 電路單元(7)包括精密微位移測量系統(tǒng)、精密控溫系統(tǒng)和鎖擺、調(diào)擺控制電路；精密微位移測量系統(tǒng)與重力儀(9)的上、下定極片(9. 6、 9. 7)和動片(9. 13) 進行信號連接；精密微位移測量系統(tǒng)與傾斜儀(11)的左、右定極片(11.3、 11.7)和擺垂 (11.4)進行信號連接；精密控溫系統(tǒng)與重力儀(9)的密封恒溫桶(9.5)連接。
5、 按權利要求4所述的一種重力和傾斜固體潮綜合觀測儀，其特征在于 精密微位移測量系統(tǒng)由數(shù)字振蕩器(7.1)的一路依次連接電容傳感器(7.9)、前置放大器(7.2)、選頻放大器(7.3)、相敏檢波器(7.4);另一路依次連 接移相器(7.5)、方波發(fā)生器(7.6)、相敏檢波器(7.4);再由相敏檢波器(7.4)到靜電反饋器(7.7)，積分后一路再回到電容傳感 器(7.9)，另一路連接濾波器(9.8);或者由相敏檢波器(7.4)直接與濾波器(9.8)連接。
6、 按權利要求4所述的一種重力和傾斜固體潮綜合觀測儀，其特征在于 精密控溫系統(tǒng)由依次連接的精密穩(wěn)壓器(7.10)、溫度測量電橋(7.11)、信號放大器(7.12)、功率放大器(7.13)、加熱線圈(7.14)、溫度測量電橋 (7.11)所組成。
專利摘要本實用新型公開了一種重力和傾斜固體潮綜合觀測儀，涉及一種潮汐觀測儀器。本實用新型是在地面(A)上的系統(tǒng)主機箱(B)通過傳輸電纜線(C)與設置在鉆孔井護套管(D)內(nèi)的儀器本體(E)連接；所述的儀器本體(E)的結構是在本體外殼(10)內(nèi)，從上到下，包括依次連接的吊裝孔(1)、壓力彈簧(3)、支撐柱(4)、定向裝置(5)、球頭關節(jié)(6)、電路單元(7)、重力儀(9)、傾斜儀(11)、初置平裝置(12)和精密置平裝置(13)。本實用新型將重力儀和傾斜儀一體化，放入井下，在同一位置、同時對垂直向重力固體潮和兩方向的水平固體潮進行同步觀測，提供可靠、精密和連續(xù)的觀測數(shù)據(jù)，也可配上三角底座在一般的山硐中使用。
文檔編號G01V1/00GK201110895SQ20072008783
公開日2008年9月3日 申請日期2007年10月30日 優(yōu)先權日2007年10月30日
發(fā)明者劉子維, 姚植桂, 張勤耕, 張衛(wèi)華, 朱仲芬, 李家明, 梅建昌, 溫興衛(wèi) 申請人:中國地震局地震研究所