[实用新型]一种用于动态重力仪的主动阻尼定位装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及重力测量装置，尤其是涉及一种用于动态重力仪的主动阻尼定位装置。

背景技术

动态重力仪在工作过程中不可避免地会受到载体加速度的影响，扰动源为波浪、舰船动力设备或飞机引擎，因此，重力仪的输出值实际上是重力加速度和垂直扰动加速度的叠加，而且后者的强度比前者要大几万倍甚至几十万倍，必须设法将垂直扰动加速度从仪器的输出信号中剔除。由于垂直扰动加速度具有周期性的特点，而且其周期远小于重力的异常周期，所以动态重力仪往往通过对采样质量施加强阻尼的方法大幅度压缩由垂直扰动加速度引起的采样质量的位移，进而减弱垂直扰动加速度对测量精度的影响。

       美国Micro-g LaCoste Scintrex公司(LRS)研制的Air-Sea Gravity System Ⅱ型海洋重力仪采用空气阻尼器实现对采样质量扰动位移的衰减，但空气阻尼器难以获得大的阻尼系数，而且由于空气的可压缩性，当系统的振动周期较短时，空气阻尼的工作就好比一个附加的弹簧，不但没有衰减振幅的作用，反而会对振幅进行放大。

后来，人们研发了液体阻尼代替空气阻尼应用于动态重力仪。如日本东京大学国家极地研究所与海洋研究所共同研制的Nipzori-2型海洋重力仪以及中国科学院测量与地球物理研究所于1985年研制成功的CHZ型海洋重力仪均采用液体阻尼。又如《海洋重力仪敏感组件的温度特性分析与补偿》（李宏生、副教授、东南大学仪器科学与工程系210096）公开了一种海洋重力仪的零长弹簧重力传感结构，该零长弹簧重力传感结构采用液体阻尼，与空气阻尼相比，前者更易于获得大的阻尼系数，但由于液体与该海洋重力仪中采样质量材料的热膨胀系数相差很大，采用液体阻尼会增大仪器的温度系数，进而降低仪器的测量精度。该海洋重力仪的工作温度与存储温度通常相差20℃以上，密封罐内液体的体积会随着温度的变化膨胀或收缩，必须设置体积补偿装置来补偿液体体积的变化，增加了系统的复杂性，且体积膨胀导致密封罐内压力增大，长期工作易出现阻尼液渗漏，影响仪器的长期稳定性。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种动态相对重力仪减振定位装置，该装置能够获得较大的阻尼系数，有效抑制运动载体的振动干扰以及一举解决传统动态重力仪因采用空气阻尼或液体阻尼带来的诸多问题，进而提高动态重力仪的测量精度，改善其长期稳定性。

       实现本实用新型上述目的，所采用的技术方案为：

       一种用于动态重力仪的主动阻尼定位装置，至少包括重力仪壳体、永久磁钢、测量弹簧、管状质量块、缠绕在管状质量块底部的检测线圈、电容位移传感器、阻尼线圈、控制阻尼线圈的PID控制器和隔震机构，（电容位移传感器是原重力仪的一部分，但是它的确对主动阻尼起到作用，但对主动阻尼起作用的不止电容位移传感器，还有测量弹簧、管状质量块等，因此为避免不准确，去掉主动阻尼机构，在说明书中进行说明）管状质量块的底部设有一个环形的定位槽，阻尼线圈固定于定位槽内，阻尼线圈位于检测线圈一侧且靠近检测线圈，PID控制器位于重力仪壳体外围，PID控制器通过通信线路分别与电容位移传感器和阻尼线圈相连，阻尼线圈和永久磁钢构成阻尼执行器，隔震机构包括陀螺稳定平台、第一超长弹簧、第二超长弹簧和与运动载体刚性连接的基座框架，重力仪壳体固定安装在陀螺稳定平台之上，重力仪壳体位于基座框架内，基座框架、重力仪壳体竖直方向的对称轴与陀螺稳定平台竖直方向的稳定轴在同一条直线上，重力仪壳体竖直方向的对称轴位于测量弹簧的轴线上，陀螺稳定平台的上表面与基座框架的顶部通过第一超长弹簧、第二超长弹簧柔性连接，第一超长弹簧、第二超长弹簧的轴线均位于同一通过基座框架竖直方向的对称轴所在的平面内，第一超长弹簧、第二超长弹簧到基座框架竖直方向的对称轴的距离相等。

所述隔震机构还包括第一阻尼器和第二阻尼器，第一阻尼器、第二阻尼器对称安装于陀螺稳定平台与基座框架的底部之间，第一阻尼器的上、下两侧对称设有第一万向节和第二万向节，第一万向节位于第一阻尼器与陀螺稳定平台之间，第二万向节位于第一阻尼器与基座框架的底部之间，第二阻尼器的上、下两侧对称设有第三万向节和第四万向节，第三万向节位于第二阻尼器与陀螺稳定平台之间，第四万向节位于第二阻尼器与基座框架的底部之间。

基座框架和重力仪壳体呈圆柱状，基座框架、重力仪壳体的旋转轴与陀螺稳定平台竖直方向的稳定轴在同一条直线上。