傾斜儀工作原理

2.1結(jié)構(gòu)

ELT-10型傾斜儀由傾斜傳感器、安裝支架、信號傳輸電纜等組成。

2.2工作原理

結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的傾斜變形，通過安裝支架傳遞給傾斜傳感器。傳感器內(nèi)裝有電解液和導(dǎo)電觸點，當(dāng)傳感器發(fā)生傾斜變化時，電解液的液面始終處于水平，但液面相對觸點的部位發(fā)生了改變，也同時引起了輸出電量的改變。傾斜儀隨結(jié)構(gòu)物的傾斜變形量與輸出的電量呈對應(yīng)關(guān)系，以此可測出被測結(jié)構(gòu)物的傾斜角度，同時它的測量值可顯示出以零點為基準(zhǔn)值的傾斜角變化的正負(fù)方向。

傾斜儀可布設(shè)為一個測量單元獨立工作，亦可多支連點布設(shè)測出被測結(jié)構(gòu)物的各段傾斜量，以此將結(jié)構(gòu)物的變形曲線描述出來。若在被測物上裝成二維方向，可測量結(jié)構(gòu)物的二維變形。傾斜儀可以回收重復(fù)使用，并且可方便實現(xiàn)傾斜測量的自動化。

2.3計算方法

當(dāng)被測結(jié)構(gòu)物體發(fā)生傾斜變形時，其傾斜角度θ與輸出的電量讀數(shù)F可用如下計算公式：

θ=a b×F c×F d×F

式中：θ—被測結(jié)構(gòu)物的傾斜角度，單位為°；

F —傾斜儀的實時電量測量值，單位為F；

a﹑b﹑c﹑d—傾斜儀的標(biāo)定系數(shù)；

葛南傾斜儀安裝完成后，應(yīng)及時讀取初始值，將穩(wěn)定的讀數(shù)作為其基準(zhǔn)值。根據(jù)儀器編號和設(shè)計編號作好記錄并存檔，嚴(yán)格保護(hù)好儀器的引出電纜。

觀測電纜連接時要保證電纜芯線同色相接，不能接錯，否則容易燒壞傳感器和讀數(shù)儀，將造成無法修復(fù)的損失。傾斜傳感器電纜的紅（ ）、黑（-）芯線為電壓輸入端，電壓輸入值≤12V，電纜的綠（-）、白（ ）為信號輸出端，電壓輸出值≤2V。

傾斜儀為全不銹鋼結(jié)，堅固耐用，附有調(diào)節(jié)和固定支架方便安裝。傾斜儀具有智能識別功能。

用戶開箱驗收儀器，應(yīng)先檢查儀器的數(shù)量(包括附件)及出廠檢驗合格證是否與裝箱清單相符。驗收時每支儀器應(yīng)用讀數(shù)儀測量，檢查儀器是否正常。儀器應(yīng)保管在干燥、通風(fēng)的房間中。2100433B

傾斜儀最基本的類型有：水管式傾斜儀、固定擺傾斜儀和氣泡傾斜儀。

傾斜儀水管傾斜儀

1914年，Michelson和Gale將長150米，直徑15厘米的兩根水管埋1.8米深，這兩根管子大約一半盛水，并擺在子午圈和卯酉圈方向上。制作者用光學(xué)干涉法測量水管兩端水平面的相對位移量變化，以此測量潮高。后來，這種長水管水平測定方法應(yīng)用在大地水準(zhǔn)測量中。1973年，Bowern制成了長度為50米的水管傾斜儀用于固體潮觀測。

它的優(yōu)點是長基線水管傾斜儀使兩端水位測量的精確度要求較低，容易實現(xiàn)，并采用差分測量，降低共模干擾的影響，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，受環(huán)境干擾小，所以廣泛應(yīng)用到地球動力學(xué)、大地傾斜、固體潮觀測、斷層形變等觀測中；缺點是水管傾斜儀由于其基線仍較長，使水流動的阻尼增大，自振周期較大，頻帶較窄，僅能測量較大范圍地傾斜運動的平均效應(yīng)，而對特定點的傾斜運動觀測無能為力。另外，水管傾斜儀中容器滲漏、液體腐化和水管兩端的溫度差異等都是造成測量誤差的主要來源 。

傾斜儀水平擺傾斜儀

具有擺動軸的擺有兩種安裝方法：擺軸水平安裝，垂直面內(nèi)擺動稱為垂直擺；擺軸垂直安裝，水平面內(nèi)擺動稱為水平擺。水平擺傾斜儀最早可追溯到1830年Hengler發(fā)明的一種雙絲懸掛系統(tǒng)的水平擺。之后Zollner對雙絲懸掛系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，使得Zollner擺既可用于地震，又可用于由地面變化引起的緩慢運動的地傾斜測量。

水平擺具有機械放大作用，增益隨擺軸偏離垂線的角度i有關(guān)，當(dāng)i=0時，其靈敏度為∞，因此擺系不能穩(wěn)定。實用上取折中，使其在一定穩(wěn)定范圍內(nèi)有足夠的增益。使用水平擺可以使擺的自振周期增大，使推動擺轉(zhuǎn)動所需要的力矩減小，這樣既能夠測量微小的傾變量，又不使儀器過于龐大，滿足現(xiàn)實需求。

傾斜儀垂直擺傾斜儀

垂直擺傾斜儀是以鉛垂線為基準(zhǔn)而設(shè)計的。

垂直擺傾斜儀運用擺的鉛垂原理，由吊絲、擺桿、重塊三部分組成。垂直擺在沒有振動的條件下處于鉛垂?fàn)顟B(tài)，當(dāng)發(fā)生傾斜變化時，擺平衡位置發(fā)生變化，擺和支架之間的相對位置發(fā)生變化，電容式位移傳感器的定片與主體支架固連，從而和動片之間的間距也相應(yīng)的發(fā)生變化，通過傳感器將擺的微小信號轉(zhuǎn)換成電信號并加以放大。由于地傾斜的相對變化量很小，擺的相對偏移量也很小，因此必須有一個高精度的測微系統(tǒng)，測量擺的位置變化。

傾斜儀氣泡傾斜儀

1968 年，Hansen 設(shè)計了一種氣泡傾斜儀，它使用一個機械反饋系統(tǒng)控制水平氣泡，使之始終保持在原始的平衡位置。氣泡被限制在一個 7.5cm的光學(xué)平面上，位于氣泡室基座上的電極檢測氣泡的位置。氣泡的運動會使相敏檢測電路產(chǎn)生一個電壓信號，此電壓再通過功放給推動馬達(dá)的一對永久磁鐵螺線管提供驅(qū)動電流，馬達(dá)就施加一個力矩給中間支撐氣泡的鈹青銅棒，使之發(fā)生彎曲，從而讓氣泡返回零位置。因此驅(qū)動電流反映了引起氣泡運動的地傾斜信號，即為氣泡傾斜儀的輸出信號。2100433B

傾斜儀是一種而且至今仍然是研究固體潮與地震前兆觀測的地形變基本儀器。以負(fù)荷加載的方式對傾斜儀的干擾是非線性的 。

傾斜儀為全不銹鋼結(jié)，堅固耐用，附有調(diào)節(jié)和固定支架方便安裝。傾斜儀具有智能識別功能。