VP 寬頻帶垂直擺傾斜儀
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VP型垂直擺傾斜儀用于測(cè)量地球內(nèi)部運(yùn)動(dòng)引起的地面傾斜變化，是進(jìn)行地震前兆觀測(cè)的重要手段之一，由于測(cè)量靈敏度高達(dá)萬(wàn)分之一角秒，故可用于測(cè)量?jī)A斜固體潮。
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一、儀器概況
VP型垂直擺傾斜儀用于測(cè)量地球內(nèi)部運(yùn)動(dòng)引起的地面傾斜變化，是進(jìn)行地震前兆觀測(cè)的重要手段之一，由于測(cè)量靈敏度高達(dá)萬(wàn)分之一角秒，故可用于測(cè)量?jī)A斜固體潮。
垂直擺傾斜儀利用擺的鉛錘原理進(jìn)行測(cè)量，擺由柔絲、擺桿和重塊三部分組成。垂直擺在沒(méi)有振動(dòng)的條件下處于鉛錘狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生傾斜變化時(shí)，擺平衡位置發(fā)生變化，擺和支架間的相對(duì)位置發(fā)生變化，通過(guò)電位移傳感器就可將擺的微小位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由于地傾斜的相對(duì)變化量很少，擺的相對(duì)偏移量也很小，因此必須有一個(gè)高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來(lái)配合測(cè)量擺位置的變化。
二、主要技術(shù)指標(biāo)
儀器主要技術(shù)指標(biāo)如下：
儀器分辨力：優(yōu)于0.0002角秒
頻帶寬度：6秒至直流
儀器量程：≥2＂
三、儀器基本工作原理
寬頻帶傾斜儀采用擺的鉛垂原理：擺體由柔絲、擺桿和重塊三部分組成，擺在沒(méi)有振動(dòng)的條件下處于鉛垂?fàn)顟B(tài)，當(dāng)由于振動(dòng)發(fā)生傾斜變化時(shí)，擺平衡位置發(fā)生變化，擺和支架之間的相對(duì)位置發(fā)生變化，電容式位移傳感器的動(dòng)片和定片之間的間距也相應(yīng)的發(fā)生變化，通過(guò)傳感器將這種變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
在該電容測(cè)微器中，采用了三片式的差動(dòng)位移傳感器，它由三塊金屬板組成，中間的為活動(dòng)板，兩邊的為固定板，裝校時(shí)三者應(yīng)嚴(yán)格保持平行。如圖3所示。
圖2 電容傳感器示意圖
由于動(dòng)板離零位的距離與傳感器的輸出電壓成正比，故由傳感器的輸出電壓，就可以求出動(dòng)板與零位的距離，即可根據(jù)輸出電壓的變化量，求出動(dòng)板位移的變化量。
四、設(shè)備的科學(xué)性及創(chuàng)新性
寬頻帶傾斜儀能記錄清晰的固體潮，還能記錄數(shù)分鐘到數(shù)秒周期的較高頻地動(dòng)信號(hào)；觀測(cè)精度不低于臺(tái)網(wǎng)現(xiàn)有的地傾斜儀器；能記錄到臨近小震，且地震記錄幅度明顯比較大；可記錄到熱帶氣旋引起的曲線加粗、抖動(dòng)等信號(hào)，大大豐富了觀測(cè)信息；部分試驗(yàn)儀器記錄到了地震前微弱的非臺(tái)風(fēng)頻段的異常情況（曲線變粗、波動(dòng)、震顫）。
1、頻帶傾斜儀通過(guò)采用高精度比例放大、穩(wěn)幅方波振蕩、新型同步檢波等獨(dú)特的電路設(shè)計(jì)，不僅減小儀器噪聲、有效擴(kuò)展儀器觀測(cè)頻帶，而且使儀器具有高靈敏度、高增益穩(wěn)定性和良好格值穩(wěn)定性的特點(diǎn)。
2、寬頻帶傾斜儀采用可以遠(yuǎn)程遙控的自動(dòng)調(diào)零裝置，提高了儀器的調(diào)零精度，消除了人工調(diào)零對(duì)儀器的干擾，保證了觀測(cè)數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整型。
五、設(shè)備的應(yīng)用部署情況
本成果目前主要用于地傾斜檢測(cè)及科學(xué)研究領(lǐng)域，包括國(guó)家地震臺(tái)網(wǎng)中心、各省地震局地震監(jiān)測(cè)中心、各個(gè)學(xué)術(shù)科研機(jī)構(gòu)等。
1、自2011年以來(lái)，在中國(guó)地震背景場(chǎng)探測(cè)項(xiàng)目、臺(tái)網(wǎng)中心及省局年度地震前兆觀測(cè)儀器更新改造項(xiàng)目中完成近百余套，目前設(shè)備性能穩(wěn)定、運(yùn)行正常，觀測(cè)數(shù)據(jù)可靠。
2、項(xiàng)目試驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)已應(yīng)用于中國(guó)地震局地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)維任務(wù)“形變高頻觀測(cè)對(duì)比”研究中。
3、應(yīng)用在武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院、北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所等科研院所。
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