台站形变观测课件.ppt

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1、第五章台站形变观测5.1洞体倾斜仪与地斜观测5.2洞体应变仪与地应变观测5.3钻孔倾斜仪与地斜观测5.4钻孔应变仪与地应变观测台站形变仪器发展历史1962年新丰江发生6.1地震1966年邢台地震，起步，第一代仪器（金属水平摆、目视水管仪、目视伸缩仪1977年确定了形变观测目标（能记录到固体潮？）第二代仪器（浮子水管仪FSQ、石英伸缩仪、钻孔应变仪）“九五”期间，数字代改造——第三代数字化仪器（DSQ型水管仪、SS-Y型应变仪、TJ-2型钻孔）“十五”期间—数字化、智能化、网络化安装在我国“九五”计划中二十个省、市、自治区的全国定点形变数字化前兆台网和

2、首都圈示范工程中的四十多个台站，SS-Y型伸缩仪45台套，DSQ型水管倾斜仪45台套，TJ-2型体应变仪21台，DSG、DFG型断层位移测量仪6台套，垂直摆倾斜仪20套。在我国“十五”计划中全国定点形变数字化前兆台网中的洞体倾斜台网在我国“十五”计划中全国定点形变数字化前兆台网中的洞体应变台网温兴卫高级工程师与水管倾斜仪本仪器经国际ISO9001质量论证和湖北省计量论证胡国庆教授和他研制的垂直摆倾斜仪本仪器经国际ISO9001质量论证和湖北省计量论证SSQ-2I型数字石英水平摆倾斜仪固体潮观测大潮springtide小潮neaptide5.1洞体倾斜

3、仪1水管倾斜仪1弧度=180/π/60/60=206265″5-1-1水管仪的基本原理仪器基本原理是根据连通管内水面保持自然水平的原理。当连通管两端地基出现相对垂直位移时，两端液面便会相对于仪器钵体发生变化，这种变化，通过浮子、位移传感器等变成电信号输出自动记录。设ρ为液体密度，A1、A2分别为两端钵体的横截面积，Δh为两端相对高差变化量，h1、h2分别为两端钵体内液面的变化量。根据液体的不可压缩性得：从而得S1,S2分别为两个钵体的截面积，当S1=S2时，由于倾斜变化引起的水面上升（或下降）为△h/2△h＝LSin△ψ当△ψ很小时即：△h＝L△ψ;

4、△ψ＝△h/L2π=360º=360×60×60″＝12960000″每弧度等于多少角秒：12960000″÷2π（弧度）＝206265″/弧度反过来，每单位角秒等于多少弧度：1/206265＝4.85×10-6（1/角秒）如△h单位为微米（10-6米），L为米，△Ψ为角秒时，则：(弧度）=（角秒）弧度与角度的转换：二、差动变压器互感型传感器的工作原理是利用电磁感应中的互感现象，将被测位移量转换成线圈互感的变化。由于常采用两个次级线圈组成差动式，故又称差动变压器式传感器。差动变压器式传感器输出的电压是交流量，如用交流电压表指示，则输出值只能反应铁芯位

5、移的大小，而不能反应移动的极性；同时，交流电压输出存在一定的零点残余电压，使活动衔铁位于中间位置时，输出也不为零。因此，差动变压器式传感器的后接电路应采用既能反应铁芯位移极性，又能补偿零点残余电压的差动直流输出电路。当没有信号输入时，铁芯处于中间位置，调节电阻R，使零点残余电压减小；当有信号输入时，铁芯移上或移下，其输出电压经交流放大、相敏检波、滤波后得到直流输出。由表头指示输入位移量的大小和方向。1、基本原理当可动的铁芯移动时，相对不动的差动变压器线圈经测量电路输出的电压与铁芯的位移成正比。差动变压器实质上是铁芯可动的变压器差动变压器主要由铁芯和差

6、动线圈组成，铁芯与线圈由非磁性的不锈钢材料制成的导管隔离，导管同时起着固定线圈位置的作用。地形变观测技术讲座2.DSQ水管倾斜仪的前置2脚为电源正极（+20V），1脚为电源负极（-20V），5脚为地；若测量的电压正负极性不对，有可能会烧坏换能器，若量出的电压不在21V～18V范围内，盒内稳压电源工作就不正常。3脚为信号正（＋），7脚为信号负（－）。调试检测插座上配有插头，插头上红线为换能器输出信号，黑线为地线，平时插头不要插入，插头只是在调试检测时使用。∵△Ψ＝当基线L＝10米，要求分辨力为10-3角秒时，则：10-3＝0.0485（微米）这就是对传

7、感器的最低分辨（力）要求（注：½△h×S1＋½△h×S2＝S×△h,S1=S2=S′时，S′=S最低分辨（力）要求5-1-2转换系数（格值）角秒与高程位移转换η＝△ψ/△h;(″／μm)其中：△ψ＝△h/L(弧度）=0.206265×△h/L（角秒）高程位移与电压转换如果传感器的灵敏度为S=△h/△V（μm/mV）η′=η×S=0.206265S/L(″／mV)所以转换系数（格值）只与传感器的灵敏度和基线长有关1-1-3仪器结构1.水管倾斜仪主机系统2.主体结构1.垫块11.压圈2.底盘12.嘴子3.螺杆13.固定座4.水槽14.导向簧片5.浮子15

8、.螺钉6.盖板16.压块7.联接套17.簧片压板8.铁芯轴18.簧片座9.罩子19.脚螺母10.线圈件20.