石英彈簧重力儀

石英彈簧重力儀（quartz spring gravimeter）是儀器彈性系統為熔融後的石英製成的重力儀。儀器彈性系統為熔融後的石英製成的重力儀。是使用廣泛的重力儀之一,種類多,但工作原理相同。儀器內部主彈簧一端焊接在作為溫度補償用的石英桿上,另一端與拉桿連線。主彈簧的彈力矩與擺桿及重荷的重力矩相平衡。

基本介紹

• 中文名：石英彈簧重力儀
• 外文名：quartz spring gravimeter
• 精度： ±0.3重力單位
• 測程範圍：約50000重力單位
• 影響因素：磁場、溫度等
• 材料：石英

儀器介紹

石英彈簧重力儀（quartz spring gravimeter）是儀器彈性系統為熔融後的石英製成的重力儀。儀器彈性系統為熔融後的石英製成的重力儀。是使用廣泛的重力儀之一,種類多,但工作原理相同,在結構上屬於機械式的重力儀。儀器內部主彈簧一端焊接在作為溫度補償用的石英桿上,另一端與拉桿連線。主彈簧的彈力矩與擺桿及重荷的重力矩相平衡。

工作原理

其工作原理：當重力發生變化引起擺桿偏離水平位置時，指示絲隨之偏轉，通過一套光學系統即可發現指示絲形成的“亮線”在刻度片上偏離零線的位置。這時調節測量彈簧的長度，就可以使溫度補償桿繞測量扭絲作微小偏轉，從而改變了主彈簧的彈力矩，使擺桿又回到零點位置。

特點

在地面上測量重力加速度值相對變化的一種高精度的儀器.儀器的彈性系統用石英玻璃製成,採用零點讀數,設有精密的補償裝置,靈敏度高,測量範圍大,具有精度高,重量輕,體積小,使用方便和計算簡單等特點。

構造上的基本要求：

1、靈敏系統：具有較高的靈敏度以便感受出微小的重力變化。

2、測讀機構：觀察平衡體的移動情況和測量重力變化的部分，應具備足夠大的放大能力，測量重力變化的
範圍較大，讀數與重力變化間的換算要簡單。

設備結構

石英彈簧重力儀是使用廣泛的重力儀之一，種類多，但工作原理相同。儀器內部主彈簧一端焊接在作為溫度補償用的石英桿上，另一端與拉桿連線。主彈簧的彈力矩與擺桿及重荷的重力矩相平衡。

石英彈簧重力儀

測量精度

彈簧長度的變化，可以通過連線在它上端的螺旋測微讀數器顯示出來，這種讀數方法稱為零點讀數法。兩次零點讀數的差值，就指出了重力的變化量。石英彈簧重力儀的觀測精度已達到±0.1重力單位，如美國渥爾登重力儀。中國ZSM型重力儀觀測精度為±0.3重力單位，重4.2千克，讀數精度為±0.1格，測程範圍約50000重力單位。

減小平衡系統穩定性，但又不使其達到不穩定狀態，則靈敏度可達到任意需要的程度。採用加助動裝置的方法、傾斜觀測法以及適當布置主彈簧位置等方法，都可以增加靈敏度。

影響因素

磁場的影響

近年來,隨著重力測量情度的提高、測量方法的改進,在較高精度的測量數據處理中,越來越多的實際結果證明,即使是使用石英彈簧重力儀也不能完全排除磁場的影響。

許多事實表明,採用石英彈簧重力儀進行重力測量時,磁場的變化(包括強度和方向)也和溫度、氣壓等一樣是一種干擾因素,而且這種干擾的影響強度對於不同型號的儀器不一樣,且對同一型號的不同儀器,也有差異。

氣壓

氣壓對重力儀格值標定的影響

由於不同的儀器對同一氣壓差的反映籃不一樣,有不同的回歸係數,所以即便同時在同一基線場用相同的精度標定儀器,在氣壓條件不同的地區觀測將會增加台差,影響精度。另一方面,如果用不同儀器所測出的觀測值去比較重力的時間變化,將使時間變化受到氣壓影響。

溫度

溫度對格值的影響

大量重力觀測結果表明:石英彈簧重力儀格值與溫度密切相關;溫度高時格值大,溫度低時格值小。

套用領域

地球物理：大地水準（地球形狀）、海平面、火山；

商業：礦產/石油/天然氣勘探，油芷監測，水位監測，地熱；

軍事：隱蔽工事檢測，導航，定位。