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形变仪器检测系统
发布时间:2017-09-06发布人:浏览人数:

形变仪器检测系统

一、成果概况

建立了形变观测仪器的检测系统,实现了形变仪器传感器、标定装置的检定结果,实现了形变仪器的关键技术指标的测试,形成了对形变仪器质量和整体性能的定量评价。形变仪器检测系统主要包含以下检测装置:

1、水管倾斜仪检测装置

水管倾斜仪检测装置主要由检测平台、检测钵体、激光干涉仪和数据采集器构成。检测平台为整个装置提供位置和角度的调整,便于检测装置稳定测量,激光干涉仪检测仪器输入信号,数据采集器检测仪器输出信号。

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图1水管倾斜仪检测装置

2、伸缩仪检测装置

伸缩仪检测装置主要由检测平台、激光干涉仪和数据采集器构成。检测平台为整个检测装置提供位置和角度的调整,便于检测装置稳定测量,激光干涉仪检测仪器输入信号,数据采集器检测仪器输出信号。

图2伸缩仪检测装置

3、摆式倾斜仪检测平台系统

检测平台系统主要由倾斜检测平台、压电陶瓷及控制器、激光干涉仪和高精度数据采集器构成。倾斜仪主体置于倾斜检测平台,压电陶瓷驱动倾斜检测平台微量倾斜运动,倾斜仪输出电压变化量记录为数据采集控制器,平台微位移由激光干涉仪测量。

图3摆式倾斜仪检测平台系统

二、主要创新点

1)针对观测方法标准中形变观测仪器计量检测的要求,研究了高精度地壳形变仪器关键技术指标的计量检测方法及国家标准溯源途径,研制了以激光干涉仪为核心构成的检测装置系统,测试装置的长度检测准确度0.01微米、分辨力0.001微米、倾角检测准确度0.002"、分辨力0.0002",获得可推广使用的测试方法和测试结果,为行业检测技术的实现奠定了基础,并已在行业内实际应用。

2)针对观测方法标准对仪器观测频率范围的研究要求,首次研究了地壳形变仪器传递函数的测试方法,实际测试获得我国地震台网中广泛使用的垂直摆倾斜仪、水管倾斜仪、伸缩仪等仪器的等效传递函数,实现了地壳形变仪器传递函数从无到有的突破,首次解决了地壳形变仪器频率特性无法描述的问题,获得了3项国家实用新型专利授权:《一种测试摆式倾斜仪器传递函数和灵敏度的装置》(ZL20122 0730069.6)、《一种测试水管倾斜仪传递函数和灵敏度的装置》(ZL 2012 2 0729220.4)、《一种伸缩仪传递函数测试装置》(ZL 2012 2 0728652.3)。

3)在研究数字化高精度的地震地壳形变观测方法与实现、研究地震地壳形变观测的技术途径与关键环节、研究并实现数字化高精度地壳形变仪器国家标准溯源检测的技术方法与工具原型等基础上,建立起包括观测的基本原理、建模和理论计算方法、实验与试验方法、计量检定方法、数据处理方法、数据分析与判断方法、数据产品分类方法以及数据库建库方法等要求的地震地壳形变观测方法标准体系。编制完成并已发布四项地震行业标准:《地震地壳形变观测方法地倾斜观测》(DB/T 45-2012)、《地震地壳形变观测方法洞体应变观测》(DB/T46-2012)、《地震地壳形变观测方法跨断层位移观测》(DB/T 47-2012)、《地震地壳形变观测方法钻孔应变观测》(DB/T 54-2013)。

三、应用效益及前景

1)本成果针对数字化、高精度的倾斜和应变仪器重要参数指标的计量检测技术、国家标准溯源方法和检测设备的创新性研究,填补了国内外对地壳形变仪器关键指标精确测定方法与技术的空白,其检测技术与方法达到国际先进水平,已在中国地震局有关项目的仪器技术检测中得到应用。

2)本研究成果对于推进地震地壳形变观测技术的进步、指导我国地震地壳形变台网监测工作和提升监测水平及预测分析能力、培养地震前兆观测技术及标准化人才队伍、促进我国地震地壳形变观测技术的整体水平提高,具有重要的科学价值与显著的社会效益,为地震科学研究和知识创新提供了基础技术支撑,为防震减灾事业的稳定、可持续发展奠定坚实的基础。

3)通过本项成果的研究和实施,将奠定地壳形变观测方法技术标准制定工作的科学基础,系统梳理地壳形变观测方法(包含倾斜、应变、跨断层观测)的各项技术手段,运用标准化方法进行规范,并在此基础上转化成地震前兆地壳形变观测方法技术标准,补充和完善地震前兆观测技术标准系列,推进地震科学基础数据共享服务体系建设、前兆观测技术标准化基地建设和标准化人才队伍培养等,促使我国地震前兆地壳形变观测技术的(整合与进一步深化提高)的整体水平有显著提高,为地震研究和知识创新提供基础技术支撑,为防震减灾事业的稳定、可持续发展奠定坚实的基础。