高精度零长弹簧温漂及长期蠕变的检测仪制造技术

本发明专利技术公开了一种高精度零长弹簧温漂及长期蠕变的检测仪，涉及地学仪器核心部件的性能检测技术。本检测仪的结构主要是：调零机构由手动齿轮、螺旋筒和升降丝杆组成，手动齿轮和螺旋筒上下连接，在螺旋筒内设置有升降丝杆；在弹簧屏蔽筒的顶部中心孔设置有螺旋筒，在弹簧屏蔽筒内，从上到下，升降丝杆、上接丝座、上弹簧吊丝、零长弹簧、下弹簧吊丝、下接丝座和电容动片依次连接；在电容动片的上下空间，第1、2定片固定柱分别设置在支撑筒的内壁上，上、下电容定片分别和第1、2定片固定柱连接；电子系统分别与电容动片，上、下电容定片，和恒温筒连接。本发明专利技术测量精度高，分辨率可调，温度可调；适用于对零长弹簧的温漂及长期蠕变进行检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地学仪器核心部件的性能检测技术，尤其涉及一种高精度零长弹簧温漂及长期蠕变的检测仪。
技术介绍
在地球物理勘探领域内，重力测量也是一种重要方法；重力测量资料还可用于研究地球形状、内部结构、地极移动和地球自转速度的不均匀性等；此外，卫星和导弹轨道的精确计算，也需要空中重力场的精确数据。零长弹簧是高精度相对重力仪中的核心部件，其性能直接影响相对重力仪的精度及性能；高精度相对重力仪是研究固体潮和地震前兆的一种重要手段。零长弹簧技术提高了重力仪抗水平扰动能力以及机械探头的灵敏度，同时减小了探头的结构尺寸，是重力仪能够快速、经济地获取高精度、大面积、高分辨率地球重力场数据的基础和前提，其零漂较小、能达到的精度更高。现在的相对重力仪大部分使用静力法的零长弹簧摆式重力仪来测量重力的变化量，中国科学院测量与地球物理研究所研制的CHZ型海空重力仪及中国地震局地震研究所研制的DZW型相对重力仪均采用此种方式。其原理是利用摆在不同重力场的作用下零长弹簧会伸缩产生的用来平衡重力的变化量，依靠这个弹簧的伸缩量来确定重力的变化量。相对重力仪的测量精度很高。用于流动测量的流动相对重力仪精度可达十几甚至几微伽（1微伽=10-6伽，1伽=1cm/s-2），而用于固定台站观测的静止相对重力仪精度更可达1微伽。但零长弹簧摆式相对重力仪普遍有着诸如长期零漂、温漂等问题。受零长弹簧自身形变的影响，所有弹簧摆式相对重力仪观测得到的数据都会有零漂，这会极大地影响数据的可靠性。零长弹簧的性能及参数的优劣直接影响到相关重力仪的性能。但由于零长弹簧的应用范围很窄，基本只有部分相对重力仪及隔震平台中才会使用，国内外并没有投入大批量生产。特别是国内，仅中国科学院测量与地球物理研究所和中国地震局地震研究所及其他很少研究所制作过零长弹簧，并且制作的零长弹簧均用于自行研制的相对重力仪，没有对外销售，导致对制造出的零长弹簧缺乏有效的检测手段。再加上零长弹簧有着长期蠕变非常小、蠕变会随时间的增加而减少、对温度等环境有着非常高的要求等特性，使得零长弹簧的检测有着非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于填补检测零长弹簧性能的空白，提供一种高精度零长弹簧温漂及长期蠕变的检测仪。本专利技术的目的是这样实现的：采用类似相对重力仪的弹簧垂直悬挂结构，针对零长弹簧两个重要的特性——温漂及长期蠕变性进行检测，使零长弹簧的筛选更有针对性，使相关相应重力仪的性能更加优异。具体地说，本检测仪的结构是：包括被测对象——零长弹簧；设置有基座，第1、2、3支撑螺杆，第1、2、3垫块，外壳，恒温筒，弹簧屏蔽筒、支撑筒，上、下接丝座，上、下弹簧吊丝，上、下电容定片，电容动片，第1、2定片固定柱，调零机构和电子系统；其位置和连接关系是：呈三角形排列的第1螺杆、第2螺杆和第3螺杆分别穿过基座的螺孔置于对应的呈三角形排列的第1垫块、第2垫块和第3垫块上，组成一工作平台；以工作平台的中心为轴，从外向内依次设置有外壳，恒温筒和上下连接的弹簧屏蔽筒、支撑筒；调零机构由手动齿轮、螺旋筒和升降丝杆组成，手动齿轮和螺旋筒上下连接，在螺旋筒内设置有升降丝杆；在弹簧屏蔽筒的顶部中心孔设置有螺旋筒，在弹簧屏蔽筒内，从上到下，升降丝杆、上接丝座、上弹簧吊丝、零长弹簧、下弹簧吊丝、下接丝座和电容动片依次连接；在电容动片的上下空间，第1、2定片固定柱分别设置在支撑筒的内壁上，上、下电容定片分别和第1、2定片固定柱连接；电子系统分别与电容动片，上、下电容定片，和恒温筒连接。本专利技术具有下列优点与积极效果：①测量精度高，可实现零长弹簧微小蠕变的观测；②测量分辨率可调，可随着零长弹簧蠕变的减小而增大分辨率；③系统稳定，可实现对零长弹簧的长期观测；④温度可调，实现对零长弹簧温度漂移的观测；⑤温度稳定，在不需要观测温漂时排除温度影响；适用于对零长弹簧的温漂及长期蠕变进行检测。附图说明图1是本检测仪的结构示意图；图2是电子系统的结构方框图。图中：00—零长弹簧；10—基座；21—第1支撑螺杆，22—第2支撑螺杆，23—第3支撑螺杆；31—第1垫块，32—第2垫块，33—第3垫块；40—外壳；50—保温筒；61—弹簧屏蔽筒，62—支撑筒；71—上接丝座，72—下接丝座；81—上吊丝，82—下吊丝；91—上定片，92—下定片；100—电容动片；111—第1定片固定柱，112—第2定片固定柱；120—调零机构，121—手动齿轮，122—螺旋筒，123—升降丝杆；130—电子系统，131—振荡单元，132—前置放大单元，133—主放大单元，134—锁相放大单元，135—低通滤波单元，136—温度传感单元，137—温度控制单元，138—信号采集单元。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明：一、本测量仪的结构1、总体如图1，本检测仪包括被测对象——零长弹簧00；设置有基座10，第1、2、3支撑螺杆21、22、23，第1、2、3垫块31、32、33，外壳40，恒温筒50，弹簧屏蔽筒61、支撑筒62，上、下接丝座71、72，上、下弹簧吊丝81、82，上、下电容定片91、92，电容动片100，第1、2定片固定柱111、112，调零机构120和电子系统130；其位置和连接关系是：呈三角形排列的第1螺杆21、第2螺杆22和第3螺杆23分别穿过基座10的螺孔置于对应的呈三角形排列的第1垫块31、第2垫块32和第3垫块33上，组成一工作平台；以工作平台的中心为轴，从外向内依次设置有外壳40，恒温筒50和上下连接的弹簧屏蔽筒61、支撑筒62；调零机构120由手动齿轮121、螺旋筒122和升降丝杆123组成，手动齿轮121和螺旋筒122上下连接，在螺旋筒122内设置有升降丝杆123；在弹簧屏蔽筒61的顶部中心孔设置有螺旋筒122，在弹簧屏蔽筒61内，从上到下，升降丝杆123、上接丝座71、上弹簧吊丝81、零长弹簧00、下弹簧吊丝82、下接丝座72和电容动片100依次连接；在电容动片100的上下空间，第1、2定片固定柱111、112分别设置在支撑筒62的内壁上，上、下电容定片91、92分别和第1、2定片固定柱111、112连接；电子系统130分别与电容动片100，上、下电容定片91、92，和恒温筒50连接。2、功能部件0）零长弹簧00如图1，零长弹簧00是被测对象；悬挂在上吊丝81和下吊丝82之间。1）基座10如图1，基座10是一种三角形金属块，其三个内角处分别设置有和支撑螺杆20适配的螺纹孔；其功能是与第1、2、3支撑螺杆21、22、23和第1、2、3垫块31、32、33组成工作平台。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度零长弹簧温漂及长期蠕变的检测仪，包括被检测对象——零长弹簧（00）；其特征在于：    设置有基座（10），第1、2、3支撑螺杆（21、22、23），第1、2、3垫块（31、32、33），外壳（40），恒温筒（50），弹簧屏蔽筒（61）、支撑筒（62），上、下接丝座（71、72），上、下弹簧吊丝（81、82），上、下电容定片（91、92），电容动片（100），第1、2定片固定柱（111、112），调零机构（120）和电子系统（130）；其位置和连接关系是：呈三角形排列的第1螺杆（21）、第2螺杆（22）和第3螺杆（23）分别穿过基座（10）的螺孔置于对应的呈三角形排列的第1垫块（31）、第2垫块（32）和第3垫块（33）上，组成一工作平台；以工作平台的中心为轴，从外向内依次设置有外壳（40），恒温筒（50）和上下连接的弹簧屏蔽筒（61）、支撑筒（62）；调零机构（120）由手动齿轮（121）、螺旋筒（122）和升降丝杆（123）组成，手动齿轮（121）和螺旋筒（122）上下连接，在螺旋筒（122）内设置有升降丝杆（123）；在弹簧屏蔽筒（61）的顶部中心孔设置有螺旋筒（122），在弹簧屏蔽筒（61）内，从上到下，升降丝杆（123）、上接丝座（71）、上弹簧吊丝（81）、零长弹簧（00）、下弹簧吊丝（82、）下接丝座（72）和电容动片（100）依次连接；在电容动片（100）的上下空间，第1、2定片固定柱（111、112）分别设置在支撑筒（62）的内壁上，上、下电容定片（91、92）分别和第1、2定片固定柱（111、112）连接；电子系统（130）分别与电容动片（100），上、下电容定片（91、92），和恒温筒（50）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种高精度零长弹簧温漂及长期蠕变的检测仪，包括被检测对象——零长弹簧（00）；其特征在于：
设置有基座（10），第1、2、3支撑螺杆（21、22、23），第1、2、3垫块（31、32、33），外壳（40），恒温筒（50），弹簧屏蔽筒（61）、支撑筒（62），上、下接丝座（71、72），上、下弹簧吊丝（81、82），上、下电容定片（91、92），电容动片（100），第1、2定片固定柱（111、112），调零机构（120）和电子系统（130）；
其位置和连接关系是：
呈三角形排列的第1螺杆（21）、第2螺杆（22）和第3螺杆（23）分别穿过基座（10）的螺孔置于对应的呈三角形排列的第1垫块（31）、第2垫块（32）和第3垫块（33）上，组成一工作平台；
以工作平台的中心为轴，从外向内依次设置有外壳（40），恒温筒（50）和上下连接的弹簧屏蔽筒（61）、支撑筒（62）；
调零机构（120）由手动齿轮（121）、螺旋筒（122）和升降丝杆（123）组
成，手动齿轮（121）和螺旋筒（122）上下连接，在螺旋筒（122）内设置有升降丝杆（123）；
在弹簧屏蔽筒（61）的顶部中心孔设置有螺旋筒（122），在弹簧屏蔽筒（61）内，从上到下，升降丝杆（123）、上接丝座（71）、上弹簧吊丝（81）、零长弹簧（00）、下弹簧吊丝（82、）下接丝座（72）和电容动片（100）依次连接；
在电容动片（100）的上下空间，第1、2定片固定柱（111、112）分别设置在支撑筒（62）的内壁上，上、下电容定片（91、92）分别和第1、2定片固定柱（111、112）连接；
电子系统（130）分别与电容动片（100），上、下电容定片（91、92），和恒温筒（50）连接。
2.按权利要求1所述的检测仪，其特征在于：
所述的电子系统（130）由振荡单元（131）、前置放大单元（132）、主放大单元（133）、锁相放大单元（134）、低通滤波单元（135）、温度传感单元（136）、温度控制单元（137）和信号采集单元（138）组成；
振荡单元（131）分别与上定片（91）和下...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹舟，汪龙，吴鹏飞，柳林涛，
申请(专利权)人：中国科学院测量与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42