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。第一弯曲腹板（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）通过第二弯曲腹板（３７）连接，且部件（２６和２７）通过第三弯曲腹板（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）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）通过弯曲腹板（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。本专利技术具有用于测量重力梯度张量的对角分量和 非对角分量的特殊应用。
技术介绍
重力仪在地质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，因此尽管在开发能够测量地球重力场的一阶导数的重力仪 方面已经取得了一些进展，然而这些测量通常只能对地上固定设备获 得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公开 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，在该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 每个杆均安装在腹板轴承(web bearing)上。由于在这个申请中公开的 仪器包括大量的部件，因此相对复杂并且相对较重，这对航空应用尤 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传感器，用于测量重力梯度张量的分量；安装架，用于支撑所述传感器，所述安装架包括第一安装件，具有基底和第一安装外周壁，该外周壁具有多个切除部，该第一安装件被安装以围绕第一轴线旋转；第二安装件，用于匹配第一安装件，该第二安装件具有外周壁；和连接器，其从所述外周壁向外延伸，并且穿过第一安装件中的各 个切除部，以便安装第二安装件，并且由此第一安装件围绕第二轴线 和第三轴线旋转；以及其中所述连接器用于在杜瓦瓶中连接第一安装件和第二安装件， 以对梯度仪进行低温操作。根据本专利技术该方面的安装形式避免了在现有技术设计中使用的常 平架环的大部分重量。因此，根据本专利技术该方面制造的梯度仪与之前 的设计相比具有显著减少的重量。优选地，第一轴线、第二轴线和第三轴线是正交的z、 x和y轴线。优选地，所述连接器包括径向延伸的凸耳。在一个实施例中，凸耳与第二安装件成一体。在另一实施例中，凸耳与第二安装件分离，并连结到第二安装件。优选地，传感器为第一杆和与该第一杆横交的第二杆，并且第二 安装件具有第一部件、第二部件和第三部件。在本专利技术的优选实施例中，第一杆连接至第一安装件，并且第二 杆连接至第一安装件。最优选地，第一杆和第二杆彼此正交地设置。优选地，第一安装件具有第一弯曲腹板(flexure web),用于安 装第一安装件，以围绕z轴线旋转。优选地，第一弯曲腹板将第一安装件分成主安装部分和副安装部 分，传感器被连接至所述主安装部分和副安装部分中的一个上，使得 主安装部分能够围绕第一弯曲腹板相对于副安装部分枢转，从而第一 安装件和第二安装件枢转地连结，以围绕第一轴线枢转地运动。优选地，第二安装件为筒形，并且第一割线(cut)形成在该安装 件的筒壁中，以形成具有两个彼此对角的腹板部的第二弯曲腹板，并 且第三弯曲腹板由壁中的第二割线形成，并且由两个彼此对角的腹板 部形成，所述第一割线将第一部件和第二部件分离，并且所述第二割 线将第二部件和第三部件分离。优选地，第一部件具有安装凸耳，所述凸耳用于将安装架安装在 杜瓦瓶中，以对梯度仪进行低温操作。优选地，第一杆位于固定至第一安装件的第一壳体中，该杆通过 第四弯曲腹板连接至第一壳体，以响应重力梯度而相对于第一壳体运 动。优选地，第二杆位于固定至第一安装件的第二壳体中，并且通过 第五弯曲腹板连接至该壳体，以使第二杆能够响应重力梯度而相对于 该壳体运动。优选地，第一杆和第二杆具有关联的转换器，所述转换器用于输 出指示响应重力梯度的杆的运动的信号。优选地，第一壳体和第一杆为整体式结构，并且第二壳体和第二 杆为整体式结构。优选地，第二安装件为整体式结构。在本专利技术的优选实施例中，提供致动器，用于围绕三个正交的轴 线移动安装件，以便在梯度仪的使用期间稳定传感器的朝向。优选地，致动器由计算机控制。优选地，提供线性加速度计和角加速度计。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，其中 图1为本专利技术的一个实施例的梯度仪的示意图；图2为形成优选实施例的梯度仪的安装架的一部分的第一安装件 的立体图；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的线IV-IV剖开的剖视图； 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；图S为示出了安装在常平架结构上的传感器的视图；图9为优选实施例的杆的平面图；图IO为示出了致动器控制的视图；图11为示出了可旋转支撑系统的操作的框图； 图12为优选实施例的梯度仪的视图；图13为第二实施例的第一安装件的视图；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 的弯曲腹板的位置和范围；图15为从下方观察的图13的安装架的视图；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，其中去除了外真空容器的一些；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； 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 传感器中的一个作为角加速度计的情况； 图30为频率调谐电路；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；图33为示出了优选实施例的梯度仪的传感器的平衡(balancing) 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。具体实施方式 图1是根据本专利技术的优选实施例的重力梯度仪的示意图。图1中所示的梯度仪包括夹壁的杜瓦瓶1，其被支撑在外部平台2 中。外部平台2能够围绕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是通常已知的，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，并且杜瓦瓶被供应有诸如流体氦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封 闭，端板4包括用于连接电导线(未示出)至外部部件(未示出)的 连接器5a。容器3由端板9封闭，端板9包括用于连接电导线(未示出)至 连接器5a的连接器5b。梯度仪具有主壳体61，其由十二面环62和半 球形圆顶63形成(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llb夹在中间的挡板lla形成。挡板lla被支撑 在中空本文档来自技高网...
【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： 传感器，用于测量重力梯度张量的分量； 安装架，用于支撑所述传感器，所述安装架包括： 第一安装件，具有基底和第一安装外周壁，该外周壁具有多个切除部，该第一安装件被安装以围绕第一轴线旋转； 第二安装件，用于匹配第一安装件，该第二安装件具有外周壁；和 连接器，其从所述外周壁向外延伸，并且穿过第一安装件中的各个切除部，以便安装第二安装件，并且由此第一安装件围绕第二轴线和第三轴线旋转；以及 其中所述连接器用于在杜瓦瓶中连接第一安装件和第二安装件，以对梯度仪进行低温操作。
【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：弗兰克若阿欣范卡恩，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]
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