RZB系列电容式钻孔应变测量系统由井下探头和地面主机、数采等设备组成(图4-10)。井下探头内水平安装4个位移传感器。传感元件采用三极板差动式电容传感器,其三块平行金属极板构成了两个差动变化的电容器。传感器被安装在钢桶(井下探头)内,随着探头外筒的压缩、拉伸,极板间距会发生相应的变化,其电容量便随之改变。
图4-10 RZB-1型电容式钻孔应变仪井下探头及地面仪器
通过测量电容量的差动变化,就可以精确的感知探头外壳的形变情况。钻孔应变观测实现了井下直接应力应变测量,有利于排除气压,地形、地下水及地壳横向不均匀性等环境因素的影响,在数秒、数月的时间段内准确记录应变阶、慢地震以及地壳应变场的集中与调整的过程,认识这个过程中断层系统能量积累、释放以及与地震活动的关系,从而深入理解地震发生的机理。压容型钻孔应变观测系统技术指标如下:
1)地壳应变观测: 4分量工作元件;
2)应变灵敏度: 10-11ε;
3)测量动态范围: 140db,折合应变为±3×10-3ε;
4)一次调节动态范围:120db,折合应变为±2×10-4ε;
5)输出格值线性: ±1%;
6)标定信号精度: ±0.5%;
7)探头密封性能: 500m水深;
8)数据采集器:符合国家十五台网入网标准,可存储200天数据,有供传输联网用的RS232和RJ45接口,可进行无线/有线刚络传输;
9)供电:电源符合国家防雷、防浪涌标准,自带蓄电瓶切换电源;
10)辅助观测手段:自带水位、气压和升温等辅助观测手段。