[发明专利]一种电子式全自动相对重力加速度勘测装置及方法

说明书

本发明公开了一种电子式全自动相对重力加速度勘测装置及方法，该装置包含机壳、外真空腔、内真空腔、弹性杆、压电感应器、连杆、重荷物、X轴压电马达、Y轴压电马达、电压调节器、压电转换器、微处理器、人机接口；压电感应器、连杆、重荷物设置在内真空腔之内；压电感应器的顶部与底部分别和内真空腔以及连杆固定连接，重荷物设置在连杆的底端；X轴压电马达和Y轴压电马达设置在外真空腔之内与内真空腔之间；压电转换器与压电感应器电连接，电压调节器与X轴压电马达、Y轴压电马达分别电连接；微处理器与压电转换器、电压调节器、人机接口分别电连接。本发明还提供了使用该装置进行勘测的方法。本发明结构简单稳定，体积小巧，操作方便迅速。

技术领域

本发明涉及一种物探设备及勘探方法，具体地，涉及一种电子式全自动相对重力加速度勘测装置及方法。

背景技术

地面上不同位置的重力加速度值是不一样的，甚至同一点的重力加速度在不同时间点也是不同的。引起重力加速度变化的原因可以是地球形状和地球内部介质密度的不同，也可以是天体引力引起的。所以重力的测量在地球物理领域有着举足轻重的作用。重力的测量又分为相对式重力测量和绝对式重力测量。相对式重力测量主要用于测量重力的变化，这种重力异常的勘测在矿产和石油勘探行业尤为重要。

相对式重力仪的重要参数是精度，其次是体积和操作复杂度等。现今高精度的重力仪采用超导磁悬浮技术，但是此种结构由于超导技术的相对不成熟致使其需要液氮等附加装置来保证超导体的超导特性，致使其结构复杂，使用不便，造价高昂。传统的相对式重力仪采用机械弹簧悬挂结构，其机械特性致使其灵敏度和小体积两项不能兼得，且材料特性要求苛刻，需要克服机械疲劳和温度漂变，同时使用操作不便，需使用人员手动矫正及读数；其结构决定若增加电子辅助装置将会使机械和电子两部分误差叠加，降低精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种相对重力勘测装置及勘探方法，特别是一种基于压电感应器的电子式全自动相对重力加速度勘测装置及方法，用于重力异常勘测，尤其是石油和矿产的勘探，克服现有传统技术和现代技术的问题和不足。

为了达到上述目的，本发明提供了一种电子式全自动相对重力加速度勘测装置，其中，所述的勘测装置包含机壳、外真空腔、内真空腔、弹性杆、压电感应器、连杆、重荷物、X轴压电马达、Y轴压电马达、电压调节器、压电转换器、微处理器、人机接口；所述的外真空腔设置在机壳之内，由机壳内壁构成外真空腔；所述的内真空腔设置在外真空腔之内；所述的压电感应器、连杆、重荷物设置在内真空腔之内；压电感应器的顶部与内真空腔的内腔壁顶面相贴并固定连接，压电感应器的底部与连杆的顶端固定连接，重荷物设置在连杆的底端并与连杆固定；所述的弹性杆设置在内真空腔的外顶面与外真空腔的内顶面之间；所述的X轴压电马达和Y轴压电马达设置在外真空腔之内与内真空腔之间；所述的压电转换器与压电感应器电连接，所述的电压调节器与X轴压电马达、Y轴压电马达分别电连接；所述的微处理器与压电转换器、电压调节器、人机接口分别电连接。X轴压电马达和Y轴压电马达优选为PiezoWalk系列压电电机；压电感应器、压电转换器、电压调节器采用KAMAN系列；微处理器即MCU，采用Xilinx ZynQ高速处理平台；人机接口具有键盘和显示器的作用，优选为触摸屏。

上述的电子式全自动相对重力加速度勘测装置，其中，所述的机壳、外真空腔、内真空腔为同轴的圆柱形，机壳的顶面高于外真空腔的顶面，外真空腔的顶面高于内真空腔的顶面，内真空腔的底面高于外真空腔的底面，外真空腔的底面高于机壳的底面。

上述的电子式全自动相对重力加速度勘测装置，其中，所述的外真空腔和内真空腔为真空室。即仪器外腔为真空腔，以去除气体阻力干扰，也防止与气体摩擦产生静电干扰。

上述的电子式全自动相对重力加速度勘测装置，其中，所述的内真空腔的顶部与弹性杆连接，并通过弹性杆与外真空腔连接，使内真空腔悬吊在外真空腔内并且能够进行摆动。

上述的电子式全自动相对重力加速度勘测装置，其中，所述的内真空腔的摆动方向可以由X轴压电马达和Y轴压电马达进行自动调节。