重力梯度仪制造技术

在此公开了一种重力梯度仪，其具有杆（４１和４２）形式的传感器，所述杆被支撑在具有第一安装件（１０）和第二安装件（２０）的安装架（５）上。第一弯曲板（３３）围绕第一轴线枢转地连结第一安装件和第二安装件。第二安装件具有第一部件（２５）、第二部件（２６）和第三部件（２７）。部件（２５和２６）通过第二弯曲板（３７）连接，且部件（２６和２７）通过第三弯曲板（３５）连接。杆（４１和４２）被设置在壳体（４５和４７）中，并且分别与壳体（４５和４７）一起形成整体式结构。壳体（４５和４７）连接至第二安装件（２０）的相对两侧。杆（４１和４２）通过弯曲板（５９）与它们各自的壳体连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种重力梯度仪，并且尤其是(但不限于)涉及一种 航空用重力梯度仪。本专利技术可特别地用于测量重力梯度张量的对角分 量和非对角分量。
技术介绍
重力仪在地址勘探中被广泛地使用，以测量地球重力场的一阶导 数。由于将重力场的空间变化与运动体加速度的暂时波动区分开是比 较困难的，因此尽管在发展能够测量地球重力场的一阶导数的重力仪 方面己经存在一些进展，然而通常只对地上固定设备才能够进行这些 测量并获得用于有效勘探的足够的精度。重力梯度仪(与重力仪相区别)被用于测量重力场的二阶导数，并且其使用测量降低至标准重力的io12分之一的重力之间的差值所需的传感器。典型地这种设备用于试图定位诸如包括铁矿和含烃地质构造的矿 床之类的沉积物。由本申请人的公司部分地拥有权利的国际公开WO90/07131披露 了一种重力梯度仪。所述梯度仪包括常平架轴承装置，所述常平架轴 承装置包括三个同心环，在常平架轴承装置中安装有传感设备。所述 传感设备通常包括两个分别位于屏蔽壳体中的、间隔开的杆，并且每 个杆均安装在板轴承(web bearing)上。该申请所披露的设备具有较为 难解决的问题之处在于其包括大量部件并且相对较重，这在航空应用 方面尤为不利。
技术实现思路
本专利技术提供一种重力梯度仪，其用于测量重力梯度张量的分量， 所述重力梯度仪包括-用于测量重力梯度张量的分量的传感器；安装架，用于提供围绕三根基本正交轴线的旋转，并且用于支撑传感器；稳定机构，用于通过围绕至少一根轴线调节安装架而稳定安装架；和角加速度计，用于提供多个信号中的至少一个，该信号用于产生 安装架运动的指示，从而稳定机构能够响应于该信号向安装架产生扭 矩以抵消安装架的运动并且稳定安装架和传感器；并且其中角加速度计包括具有零四极矩的质体。因此，该角加速度计对于重力梯度不敏感。然而，更加重要地， 该重力梯度仪对离心力误差也不敏感，并且因此加速度计能够提供指 示传感器围绕预定轴线旋转的信号，从而可对旋转作出补偿。优选地，质体在壳体中形成并且利用弯曲板联接到壳体。优选地，质体利用通过壳体的切口而形成，除了质体利用弯曲板 联接到壳体之处之外。优选地，所述质体具有人字(chevron)形状。 附图说明现将通过实例的方式参考附图描述本专利技术的优选实施例，附图中.-图1为本专利技术的一个实施例的梯度计的示意图； 图2为构成优选实施例的梯度仪的安装架的一图3为安装架的第二安装件的视图； 图4为从图3的安装件的下侧观察的视图； 图5为沿图3线IV-IV剖幵的剖视图； 图6为沿图3的线V-V剖开的剖视图； 图7为组装结构的视图8为示出了安装在常平架结构上的传感器的视图9为优选实施例的杆的平面图IO为示出了致动器控制的视图11为示出了可旋转支撑系统的操作的方框图12为优选实施例的梯度仪的视图13为第二实施例的第一安装件的视图14为图13的安装架的一部分的视图，其中示出了第一安装件 的弯曲板的位置和范围；图15为从下方观察的图13的安装架的视图16为图13的安装架的视图，其中包括第二实施例的第二安装件；图17为穿过图16中示出的组件的剖面图； 图18为从图17中示出的部分的下方观察的视图； 图19为从第二实施例的第二安装件的下方观察的视图； 图20为从上方观察的图19的第二安装件的视图； 图21为第二实施例的第二安装件的分解视图； 图22为根据第二实施例的组装的安装架和传感器的视图； 图23为梯度仪的立体图，其中去除了一些外真空容器； 图24为根据本专利技术的又一实施例的用于支撑杆的壳体的平面图； 图25为图24的壳体的一部分的更详细的视图； 图26为在优选实施例中使用的转换器的视图； 图27为与图25类似的视图，但其中示出了位于适当位置的图26 的转换器；图28为图29和图30的电路的辅助说明的视图29为涉及本专利技术的优选实施例的电路图，其中特别示出了使用一个传感器作为角加速度计的情况； 图30为频率调整电路；图31为根据本专利技术的一个实施例的穿过致动器的剖面图； 图32为图31的致动器的一部分的视图33为示出了优选实施例的梯度仪的传感器的平衡的视图；以及 图34为当平衡梯度仪时使用的校准传感器的电路图。具体实施例方式图1根据本专利技术的优选实施例的重力梯度仪的示意图。如图1中所示的梯度仪包括双壁杜瓦瓶1，其被支撑在外部平台2 中。外部平台2能够相对于三个正交轴线调节杜瓦瓶以及从而调节杜 瓦瓶的内容物。外部平台2通常是公知的，并且其由适当的马达等进 行调节也是公知的。因此，将不提供详细的说明。真空容器3设置在杜瓦瓶中，并且杜瓦瓶供应有诸如流体氦He 之类的液化气，这样梯度仪可以在低温下操作。杜瓦瓶1由端板4闭 合，端板4包括用于连接电导线(未示出)与外部部件(未示出)的 连接器5a。容器3由端板9闭合，端板9包括用于连接电导线(未示出)与 连接器5a的连接器5b。梯度仪具有主壳体61，其形成在十二面环62 和半球形圆顶63之间(参见图12)。内部安装架5连接至环62。环 62承载支架65,其中馈通凸缘9连结至支架65。在容器3的上方设有 颈塞11,其由将泡沫塑料体lib夹在中间的挡板lla形成。挡板lla 被支撑在中空棒93上，中空棒93延伸至容器3并且还用于对容器3 抽真空。参考图2，梯度仪的可旋转的安装架5 (图7)的第一安装件10 示出为包括基底12和直立周壁14。周壁14具有多个切除部16。基底12支撑集线器18。图3和图4示出了第二安装件20，其包括周壁22和顶壁24。周 壁22具有用于将安装件连结至壳体61的四个凸耳13。顶壁24和周壁 22限定开口 28。周壁22具有第一部件25、第二部件26和第三部件 27。第二安装件20为集成整体式结构，并且第一部件25通过在除了 形成弯曲板处之外的位置形成经过周壁的环形割线19而形成，这将在 下文中进行描述。第三部件27通过在除了形成弯曲板处之外的位置形 成经过周壁22的第二环形割线29而形成，这也将在下文中进行描述。 通过将集线器18定位在开口 28中，并且使凸耳13穿过相应地切除部 16而使第二安装件20安装在第一安装件10上，如图7中所示。第一安装件10结合至第二安装件20。第一弯曲板31形成在第一 安装件10中，这样安装件10的主安装部分可以围绕板31相对于安装 件10的次安装部枢转。这些将参考图13至图21中示出的第二实施例 进行更详细地描述。凸耳13将安装架5连接在容器3中，而容器3位于杜瓦瓶1中， 以低温操作梯度仪。而杜瓦瓶安装在第一外部平台中，以引起对梯度仪的围绕三个正 交x、 y、 z轴线的旋转控制。安装架5安装传感器40 (其将在下文中 更详细的描述并且其优选为质量四极距形式)，以对围绕x、 y和z轴 线的旋转进行更精细地旋转调节，从而在测量过程中使梯度仪稳定， 在梯度仪机载时尤为如此。第一弯曲板31允许第一安装件10围绕图7中示出的z轴线相对 于第二安装件20运动。图5和图6分别为沿线IV和V(它们依次为沿图3中示出的割线19和29)剖开的视图。周壁22可以由诸如线切割器之类的任何适当 的切割设备进行切割。图5示出了由割线27形成的底表面19a，如从 图3和图5中表现出的，割线27具有两个倒置的v形峰34，峰34的 顶点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重力梯度仪，其用于测量重力梯度张量的分量，所述重力梯度仪包括：用于测量重力梯度张量的分量的传感器；安装架，用于提供围绕三根基本正交轴线的旋转，并且用于支撑所述传感器；稳定机构，用于通过围绕所述轴线中的至少一根调节所述安装架而稳定所述 安装架；和　角加速度计，用于提供多个信号中的至少一个，所述信号用于产生所述安装架运动的指示，从而所述稳定机构能够响应于所述信号向所述安装架产生扭矩，以抵消所述安装架的运动并且稳定所述安装架和传感器；并且　其中所述角加速度计包括具有零四极矩的质体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：法兰克乔基姆范肯，约翰温特费拉德，
申请(专利权)人：技术资源有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]