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专利名称：数字石英水平摆倾斜仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于测量地壳水平方向倾斜变化的仪器，尤其是一种用于测量地壳水平方向倾斜变化的数字石英水平摆倾斜仪。
背景技术：
目前在地震系统广泛应用的SQ-70型光记录石英水平摆倾斜仪是70-80年代研制生产的光系照像技术，仪器结构由铸铝底座摆体、光路系统的圆柱形摆系摆锤反光镜、光源灯、记录器、时号灯组成。要想得到地壳倾斜的资料，必须等24小时或几天的时间拿到像纸冲洗、晒干、上光、然后量图计算才能获得数据，上述光记录石英水平摆倾斜仪虽可测量地壳水平方向倾斜变化，但其铸铝底座摆体的耐用性和稳定性较差，其系统结构的光路占空间大，获取数据不直观，同时不具备电信号输出，工作繁琐，结构较复杂。
实用新型内容本实用新型的目的是解决上述光记录石英水平摆倾斜仪的不足，提供一种改进的数字石英水平摆倾斜仪，提高其耐用性和稳定性，并实现数字化和智能化。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种数字石英水平摆倾斜仪，包括南北方向和东西方向的石英水平摆本体及其底座，该石英水平摆本体中分别设有南北方向摆系摆锤和东西方向摆系摆锤，其特征在于它还包括分别设在南北方向摆系摆锤和东西方向摆系摆锤两侧方的电涡流传感器，及与电涡流传感器依次电连接的前置换能器、滤波解调器、232A/D接口、数据采集存储单元、通讯单位、计算机处理单元、打印图纸表格单元，在石英水平摆本体与滤波解调器之间还连接有自动胀盒标定器。
所述底座由抛光花岗岩构成。
所述南北方向摆系摆锤和东西方向摆系摆锤的结构分别与电涡流传感器的结构相匹配，其形状均呈扁圆状。
所述南北方向摆系摆锤和东西方向摆系摆锤的两侧面分别与电涡流传感器之间具有间隙。
采用上述方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果由于本实用新型数字石英水平摆倾斜仪采用了计算机，去掉了一套光路系统，其结构大为简化，摆系摆锤设计成扁圆形，可更好的确定摆的起始平衡位置，及足够的涡流形成面积信号不失真。
由于石英水平摆的底座由密度高的抛光花岗岩构成，取代了传统的铸铝底座，有效地提高了该仪器的耐用性能和稳定性能。
由于在摆系摆锤两侧设置了电涡流传感器，便可将摆系摆锤表面产生的涡流经前置换能器转换成电压信号输出，有效地解决了过去几十年无法解决的水平摆倾斜仪器实现电量化输出的问题。其转换成的电压信号经滤波解调器把高频滤掉经232A/D接口进入数据采集存储单元、通讯单元及计算机处理单元，再由自动胀盒标定器的全自动数字化标定得出的格值乘以电压值得到的倾斜物理量角秒值，经打印图纸表格单元打印出图表，有效地实现了数字化和智能化的数据采集存储、有线通讯、电源自动交直流控制，并可用软件控制台站管理工作程序，测试命令、自动标定命令等现代智能操作。
本实用新型数字化石英水平摆倾斜仪，具有稳定性好、灵敏度高的特点，适用于固定台站长期连续观测地壳缓慢的倾斜形变，以下是其主要技术指标摆体的倾斜灵敏度2-3mv/每毫角秒；分辨力优于0.0005角秒；动态范围大于80dB；非线性度≤0.8％F.S；量程≥2角秒具备全自动标定的自动胀盒标定器，格值标定重复性优于1％，格值年稳定优于95％，标定幅度≥0.003角秒。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的描述。


图1是本实用新型数字石英水平摆倾斜仪结构框图示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型数字石英水平摆倾斜仪包括南北方向和东西方向的石英水平摆本体20和20′及其底座1和1′，该石英水平摆本体20和20′中分别设有南北方向摆系摆锤和东西方向摆系摆锤2′，以下分别简称为SN摆锤2和EW摆锤2′，其结构特征在于它还包括分别设在SN摆锤2和EW摆锤2′两侧方的电涡流传感器3和3′，SN摆锤2和EW摆锤2′的西侧面分别与电涡流传感器3和3′之间具有间隙21。该电涡流传感器3和3′依次电连接有前置换能器4、滤波解调器6、232A/D接口7、数据采集存储单元8、通讯单元9、计算机处理单元10、打印图纸表格单元11。在石英水平摆本体20和20′与滤波解调器之间还连接有自动胀盒标定器5。
本实用新型数字石英水平摆倾斜仪还具有以下特征，所述底座1是由抛光花岗岩构成的，取代了传统的铸铝底座，由于抛光花岗岩密度高、稳定性能好、经久耐用不怕各种气体的腐蚀，因而有效地提高了仪器的耐用性和长期使用的稳定性。所述的SN摆锤2和EW摆锤2′的结构分别与电涡流传感器3和3′的结构相匹配，其形状均设计成扁圆状，可更好的确定摆的起始平衡位置，及足够的涡流形成面积信号不失真。所述的自动胀盒标定器5，在本实用新型数字石英水平摆倾斜仪上采用胀盒—水银杯标定装置，并依次连接到滤波解调器6、232A/D接口7、数据采集存储单元8、通讯单元9、计算机处理单元10及打印图纸表格单元11。因其利用了上述装置，便可应用电子技术及计算机软件技术彻底改变水平倾斜仪的标定过程，使胀盒—水银杯标定装置所产生的一个已知倾角，通过控制转换实现定时、定量全自动数字化标定。
本实用新型数字石英水平摆倾斜仪的工作原理在没有振荡的条件下，该仪器处于平衡状态，当地壳水平方向发生倾斜变化时，其平衡状态发生变化，SN摆锤2和EW摆锤2′与仪器的底座1和1′的相对位置发生变化，电涡流传感器3和3′与SN摆锤2和EW摆锤2′之间的间距21也相应的发生变化，此变化通过与电涡流传感器3和3′相连接的前置换能器4转换成电压信号并加以放大，再经滤波解调器6把高频滤掉，就可将SN摆锤2和EW摆锤2′的微小位移转换成电压信号输出，再经232A/D接口7进入数据采集存储单元8，经通讯单元9，每天或随时取数进入计算机单元10，再用连接在石英水平摆本体与滤波解调器6之间的自动胀盒标定器5经过自动标定得出的格值乘以电压值得到地壳倾斜物理量角秒值，最后经打印图纸表格单元11打印图表，提供每天的地球固体潮夕波，及地壳岩石物理性质的变化产生的倾斜等，提供地震科学实验数据。因此，本实用新型数字石英水平摆倾斜仪，极适用于固定台站长期连续观测地壳缓慢的倾斜形变，并具有稳定性好、实现数字化、智能化的功效。
权利要求1.一种数字石英水平摆倾斜仪，包括南北方向和东西方向的石英水平摆本体(20)和(20′)及其底座(1)和(1′)，该石英水平摆本体(20)和(20′)中分别设有南北方向摆系摆锤(2)和东西方向摆系摆锤(2′)，其特征在于它还包括分别设在南北方向摆系摆锤(2)和东西方向摆系摆锤(2′)两侧方的电涡流传感器(3)和(3′)，及与电涡流传感器(3)和(3′)依次电连接的前置换能器(4)、滤波解调器(6)、232A/D接口(7)、数据采集存储单元(8)、通讯单位(9)、计算机处理单元(10)、打印图纸表格单元(11)，在石英水平摆本体(20)和(20′)与滤波解调器(6)之间还连接有自动胀盒标定器(5)。
2.根据权利要求1所述的一种数字石英水平摆倾斜仪，其特征在于所述底座(1)和(1′)由抛光花岗岩构成。
3.根据权利要求1所述的一种数字石英水平摆倾斜仪，其特征在于所述南北方向摆系摆锤(2)和东西方向摆系摆锤(2′)的结构分别与电涡流传感器(3)和(3′)的结构相匹配，其形状均呈扁圆状。
4.根据权利要求1所述的一种数字石英水平摆倾斜仪，其特征在于所述南北方向摆系摆锤(2)和东西方向摆系摆锤(2′)的两侧面分别与电涡流传感器(3)和(3′)之间具有间隙(21)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于测量地壳水平方向倾斜变化的数字石英水平倾斜仪，其结构包括石英水平摆本体及其抛光花岗岩构成的底座，南北方向和东西方向的摆系摆锤及其两侧方的电涡流传感器，及与电涡流传感器依次电连接的前置换能器、滤波解调器、232A/D接口、数字采集存储单元、通讯单元、计算机处理单元、打印图纸表格单元，在石英水平摆本体与滤波解调器之间还连接有自动胀盒标定器。当地壳发生倾斜变化时，摆系摆锤与电涡流传感器的间距也相应发生变化并转换成电压信号输入计算机进行数据处理，打印出所需的物理量及固体潮图形，其具有稳定性好、实现数字化、智能化的功效。
文档编号G01C9/16GK2741001SQ200320103498
公开日2005年11月16日 申请日期2003年11月18日 优先权日2003年11月18日
发明者冯海英, 朱虎 申请人:汪成民, 冯海英