[科普中國]-石英彈簧重力儀

簡介

石英彈簧重力儀（quartz spring gravimeter）是儀器彈性系統(tǒng)為熔融后的石英制成的重力儀。儀器彈性系統(tǒng)為熔融后的石英制成的重力儀。是使用廣泛的重力儀之一,種類多,但工作原理相同,在結(jié)構(gòu)上屬于機械式的重力儀。儀器內(nèi)部主彈簧一端焊接在作為溫度補償用的石英桿上,另一端與拉桿連接。主彈簧的彈力矩與擺桿及重荷的重力矩相平衡。

工作原理其工作原理：當重力發(fā)生變化引起擺桿偏離水平位置時，指示絲隨之偏轉(zhuǎn)，通過一套光學系統(tǒng)即可發(fā)現(xiàn)指示絲形成的“亮線”在刻度片上偏離零線的位置。這時調(diào)節(jié)測量彈簧的長度，就可以使溫度補償桿繞測量扭絲作微小偏轉(zhuǎn)，從而改變了主彈簧的彈力矩，使擺桿又回到零點位置。

特點在地面上測量重力加速度值相對變化的一種高精度的儀器.儀器的彈性系統(tǒng)用石英玻璃制成,采用零點讀數(shù),設有精密的補償裝置,靈敏度高,測量范圍大,具有精度高,重量輕,體積小,使用方便和計算簡單等特點。

構(gòu)造上的基本要求：

1、靈敏系統(tǒng)：具有較高的靈敏度以便感受出微小的重力變化。

2、測讀機構(gòu)：觀察平衡體的移動情況和測量重力變化的部分，應具備足夠大的放大能力，測量重力變化的
范圍較大，讀數(shù)與重力變化間的換算要簡單。

設備結(jié)構(gòu)石英彈簧重力儀是使用廣泛的重力儀之一，種類多，但工作原理相同。儀器內(nèi)部主彈簧一端焊接在作為溫度補償用的石英桿上，另一端與拉桿連接。主彈簧的彈力矩與擺桿及重荷的重力矩相平衡。

測量精度彈簧長度的變化，可以通過連接在它上端的螺旋測微讀數(shù)器顯示出來，這種讀數(shù)方法稱為零點讀數(shù)法。兩次零點讀數(shù)的差值，就指出了重力的變化量。石英彈簧重力儀的觀測精度已達到±0.1重力單位，如美國渥爾登重力儀。中國ZSM型重力儀觀測精度為±0.3重力單位，重4.2千克，讀數(shù)精度為±0.1格，測程范圍約50000重力單位。

減小平衡系統(tǒng)穩(wěn)定性，但又不使其達到不穩(wěn)定狀態(tài)，則靈敏度可達到任意需要的程度。采用加助動裝置的方法、傾斜觀測法以及適當布置主彈簧位置等方法，都可以增加靈敏度。

影響因素磁場的影響近年來,隨著重力測量情度的提高、測量方法的改進,在較高精度的測量數(shù)據(jù)處理中,越來越多的實際結(jié)果證明,即使是使用石英彈簧重力儀也不能完全排除磁場的影響1。

許多事實表明,采用石英彈簧重力儀進行重力測量時,磁場的變化(包括強度和方向)也和溫度、氣壓等一樣是一種干擾因素,而且這種干擾的影響強度對于不同型號的儀器不一樣,且對同一型號的不同儀器,也有差異。

氣壓對重力儀格值標定的影響由于不同的儀器對同一氣壓差的反映籃不一樣,有不同的回歸系數(shù),所以即便同時在同一基線場用相同的精度標定儀器,在氣壓條件不同的地區(qū)觀測將會增加臺差,影響精度。另一方面,如果用不同儀器所測出的觀測值去比較重力的時間變化,將使時間變化受到氣壓影響2。

溫度對格值的影響大量重力觀測結(jié)果表明:石英彈簧重力儀格值與溫度密切相關;溫度高時格值大,溫度低時格值小3。

應用領域地球物理：大地水準（地球形狀）、海平面、火山；

商業(yè)：礦產(chǎn)/石油/天然氣勘探，油芷監(jiān)測，水位監(jiān)測，地熱；

軍事：隱蔽工事檢測，導航，定位。