[实用新型]一种全封闭半罐式短基线水管倾斜仪

说明书

本实用新型提供了一种全封闭半罐式短基线水管倾斜仪，包括两个罐体，两罐体的下部通过水管连通，罐体内均设置有漂浮于液体上的浮体，所述罐体为全封闭式结构，水管的长度为2～3m，罐体内液体的液面高度位于水管的中线处；浮体的顶部设置有连接杆，连接杆通过罐体内所设置的导向机构进行水平方向的限位；该水管倾斜仪为全密封式并填充惰性气体，解决蒸馏水易蒸发易变质需补充、更换的问题，可实现永久不更换、不补充液体介质；缩短了基线(水管)长度使安装成本大幅降低，同时降低了仪器的固有周期，拓展了仪器的观测频带，提高了仪器关键特性参数，保证仪器在清晰记录固体潮信息的同时获取短周期异常信息。

技术领域

本实用新型提供了一种全封闭半罐式短基线水管倾斜仪，尤其涉及一种基于平板式电容传感器进行高精度检测的短基线水管倾斜仪，属于地震前兆监测技术领域。

背景技术

倾斜仪是一种而且至今仍然是研究固体潮与地震前兆观测的地形变基本仪器。倾斜仪用于长期测量混凝土大坝、面板坝、土石坝等水工建筑物的倾斜变化量，同样适用于工民用建筑、道路、桥梁、隧道、路基、土建基坑等的倾斜测量，并可方便实现倾斜测量的自动化。

水管倾斜仪是最常见的倾斜仪的类型。与工民用水管仪不同，传统的长基线水管倾斜仪用于自动测量地壳倾斜变化，在我国地震前兆监测台网中安装使用多年。它的优点是长基线水管倾斜仪使两端水位测量的精确度要求较低，容易实现，并采用差分测量，降低共模干扰的影响，系统稳定性好，受环境干扰小，所以广泛应用到地球动力学、大地倾斜、固体潮观测、断层形变等观测中；在长期的使用中，工作人员发现其存在以下缺点：一是传统的长基线水管倾斜仪采用连通管满灌式原理，使用水介质，其基线较长，基线须大于5m才有稳定数据产出，才能对固体潮、地壳形变进行有效观测；二是水流动的阻尼增大，自振周期较大，频带较窄，仅能测量较大范围地倾斜运动的平均效应，而对特定点的倾斜运动观测无能为力。对地壳长期变化和潮汐变化的观测而言，仪器观测要求精度高且长期稳定。但仪器对70s以内短周期地壳形变无法响应，特别是震前短、临高频异常信息缺失严重，这对用于地震预报的地震前兆观测仪器来说有较大的不足。三是受气压及人员巡检干扰较大，水管倾斜仪中容器渗漏、液体腐化和水管两端的温度差异等都是造成测量误差的主要来源；须频繁补充蒸发的蒸馏水，数据容易产生突跳；更换变质蒸馏水会导致仪器数据短期不稳定；安装时需要开挖较长的洞体，安装成本高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种全封闭半罐式短基线水管倾斜仪，解决了现有技术中的不足，该水管倾斜仪为全密封式并填充惰性气体，解决蒸馏水易蒸发易变质需补充、更换的问题，可实现永久不更换、不补充液体介质；缩短了基线(水管)长度使安装成本大幅降低，同时降低了仪器的固有周期，拓展了仪器的观测频带，提高了仪器关键特性参数，保证仪器在清晰记录固体潮信息的同时获取短周期异常信息。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种全封闭半罐式短基线水管倾斜仪，至少包括两个罐体，罐体内盛放有液体，两罐体的下部通过水管连通，罐体内均设置有漂浮于液体上的浮体，所述罐体为全封闭式结构，所述水管为水平方向的直管，水管的长度为2～3m，罐体内液体的液面高度位于水管内高度的1/3～2/3处；浮体的顶部设置有一根竖直方向的连接杆，连接杆通过罐体内所设置的导向机构进行水平方向的限位且连接杆能够沿竖向上下滑动；所述水管倾斜仪中还设置有将电容变化数据处理转化为位移数据的平板式电容位移传感器，平板式电容位移传感器中的金属片位于罐体内，包括相互平行设置的动片和定片，定片通过支架固定于罐体的内部，动片安装于连接杆的顶端，动片和定片上均连接有导线，所述导线从罐体内穿出并与平板式电容位移传感器相连；罐体内的液面高度发生变化时浮体带动连接杆上下滑动，动片在连接杆的带动下与定片之间的距离产生变化从而导致电容发生变化。

所述液体为粘滞系数100～150cP的硅油，罐体的内部充填氩气。