钻孔组合式应力-应变多参数自动监测仪器

发布时间:2024-04-12

  该监测仪器采用多种通讯技术和多种传感器(钻孔式高精度倾斜仪、分量式应变计、体应变仪、高精度石英温度计、短周期地震计、孔隙压计和三分量磁力仪),自动监测钻孔内多种地球物理量(包括地倾斜、地应变、地温、地震波、孔隙压和地磁),是一种研究地球动力学的科学仪器(图4-8)。主要技术参数如下:

  1)三分量钻孔式地震仪

  结构为三分向一体,电磁换能,电子反馈;等效自振频率为1 Hz (短周期);频带宽度为2s~50Hz;最大输出信号为±最大(双端差动);灵敏度为800V.Sec/m(双端输出);动态范围>120dB。

  

图4-8 钻孔组合式应力-应变多参数自动监测仪器

  2)高精度钻孔体积式应变仪

  观测动态范围量程≥5×10-6ε;分辨率为1×10-11ε;输出范围>140dB;灵敏系数≥10mv/10-8;能够利用热标定,遥控标定。

  3)四分量钻孔电容式应变仪:观测动态范围量程≥5×10-5ε;分辨率为2×10-10ε;电压输出范围为0~±3.0V;灵敏系数≥10mv/10-8;测量精度为5×10-9ε;能够利用电容标定,遥控标定。

  4)二分量钻孔式高精度倾斜仪:观测动态范围为±5.0〞;分辨率为2×10-4〞;电压输出范围为0~±2.0V;利用电机标定。

  5)高精度钻孔式测温仪:测温动态范围为15~90℃(铂电阻)、25~50℃(石英温度计);测温精度为0.05℃(铂电阻)、0.001℃(石英温度计);测温分辨率为0.001℃(铂电阻)、0.0001℃(石英温度计);探头热敏部分功耗<0.5mw(铂电阻)、<1.5w(石英温度计)。

  6)三分量钻孔式地磁仪:结构为三分向一体,磁通门;精度为1nT;最大输出信号为±最大(双端差动);灵敏度为0.05nT。

  7)高精度压力式数字水位仪:水位测量动态范围为0~10m;分辨率为0.1mm;综合精度为0.2%。

  8)高精度压力式数字气压计:气压测量动态范围为500~1100hPa;分辨率为0.1hPa;综合精度为1hPa。

  9)钻孔组合式监测系统:探头输出信号通道为15道;输入电压范围为60V~76V(中深孔);采样频率为地震计100Hz(其他通道数10Hz);模/数转换器为24位串行输出;非线性误差为-0.1%-+0.1%;光电隔离为控制系统与各信号道隔离;接口控制方式为计算机RS485串口。

  该技术是一项创新的技术,能够满足地壳应力应变国家野外站试验观测指标体系的要求,其主要创新点:监测系统15分量集成、新型纳米高精度电容传感器械、系统总功耗控制技术等,尤其是分量式应变仪、体应变仪属于原创。目前,60%台站均安装的这种监测仪器。