一种电磁阻尼器及重力仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及重力仪技术领域，尤其是涉及一种电磁阻尼器及重力仪。
【背景技术】
[0002]海洋重力仪工作时，外部动态环境的变化对观测结果的影响，是海洋重力仪测量的主要误差源。测量船在实施海洋重力测量时，六个自由度上都有可能产生运动，进而产生扰动加速度，这其中垂直方向的扰动加速度对海洋重力测量的影响最大。这种扰动加速度数值是待测重力变化值的15?16倍，和需要测量的重力加速度混杂在一起，给海洋重力测量带来很大的困难，并产生很大的观测误差。所以海洋重力仪在海洋动态环境下实施测量的前提，就是采取各种措施消除测量船在各个自由度的运动、特别是垂直方向运动对重力测量的影响，尽最大努力削弱动态环境变化对海洋重力测量产生干扰这一最大误差源。
[0003]由于垂直扰动加速度具有周期性的特点，而且其周期远比重力加速度小，所以海洋重力仪一般都对采样质量施加强阻尼，把由垂直扰动加速度引起的采样质量的位移进行大幅度的压缩，然后再用数字滤波把剩余部分完全消除掉。海洋重力仪经过强阻尼处理后，对高频的垂直扰动加速度反映非常迟钝，垂直扰动对重力仪的影响可以减小到10—6，甚至更小，而对变化比较缓慢、频率很低的实际重力变化却非常敏感。此外由于采样质量的运动幅度被大幅度的压缩，大大减小了机械结构、电容传感器以及零长弹簧技术不够完善而产生的非线性误差；同时还消除了垂直加速度的高次效应。因此，先进的阻尼技术是海洋重力仪能够在复杂的海洋动态环境下实施高精度快速测量的重要保证。
[0004]有一种重力仪中应用的是空气阻尼器，这种仪器采用了斜拉摆杆式弹性系统，动力系数小，无需过大的阻尼系数即可满足动态测量要求。摆杆处于一对空气阻尼器中间，可以在垂直与水平方向都提供阻尼。当受到外部垂直扰动加速度影响时，摆杆带动阻尼器中活塞上下运动压缩空气，从而产生较大阻尼将垂直扰动加速度的幅值压缩到设计范围内。但是空气阻尼器具有很多的局限性，无法得到大的阻尼系数，对垂直扰动的衰减幅度有限，而且由于空气的可压缩性，当测量系统的振动周期较短时，空气阻尼器不但没有阻碍垂直方向活塞运动的作用，反而还会增强这种垂直活塞运动，引起更大的扰动误差。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种电磁阻尼器，以解决现有技术中的重力仪的抗干扰能力差的问题。
[0006]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0007]本实用新型提供的电磁阻尼器，包括外壳，以及安装于所述外壳中的:
[0008]具有空腔的采样质量块，所述采样质量块通过丝状连接件与所述外壳相连；
[0009]检测弹簧，所述检测弹簧的一端与所述外壳相连，另一端伸入所述采样质量块的空腔且与所述采样质量块相连；
[0010]电涡流板，所述采样质量块的底部与所述电涡流板的顶部相连，所述电涡流板的底部连接有筒状骨架，所述筒状骨架上缠绕有载流线圈；
[0011]磁路装置，所述电涡流板的底部和所述筒状骨架均位于所述磁路装置中；
[0012]差分电容器，所述差分电容器包括两个电容定极板和一个电容动极板，所述电容定极板与所述外壳相连，所述电容动极板与所述采样质量块相连，且所述电容动极板位于两个所述电容定极板之间；
[0013]控制转换电路，所述控制转换电路分别与所述差分电容器和所述载流线圈相连，所述控制转换电路将所述差分电容器输出的差分电容转换为电流并传输给所述载流线圈。
[0014]优选地，所述载流线圈由直径为0.07毫米的铜质漆包线绕制而成。
[0015]优选地，所述采样质量块为管状质量块，所述采样质量块的外表面镀有磁屏蔽层。
[0016]优选地，所述丝状连接件有两组，每组包括三个所述丝状连接件，每组内的三个所述丝状连接件分别沿所述采样质量块的周向均匀分布。
[0017]优选地，所述采样质量块上设置有一对用于抵消拉力的扭矩弹簧，所述扭矩弹簧位于两组所述丝状连接件之间，且与两组所述丝状连接件之间的距离相等。
[0018]优选地，所述丝状连接件的两端分别通过固装在所述采样质量块和所述外壳上的夹持装置进行固定，所述夹持装置包括螺接在一起的一对金属片。
[0019]优选地，所述检测弹簧通过柱状连接件与所述采样质量块相连，所述柱状连接件设置于所述采样质量块的空腔底端，所述柱状连接件的外圆柱面与所述采样质量的空腔的内壁固定连接，所述检测弹簧与所述柱状连接件的上端相连。
[0020]优选地，所述柱状连接件的底端伸入所述电涡流板并设置有翻边，所述柱状连接件通过所述翻边与所述电涡流板卡合连接。
[0021]优选地，所述外壳为圆柱状壳体，所述圆柱状壳体、所述采样质量块、所述电涡流板和所述磁路装置的竖直方向的稳定轴在同一条直线上。
[0022]相对于现有技术，本实用新型所述的电磁阻尼器具有以下优势:
[0023]在本实用新型提供的电磁阻尼器中，由于采样质量块通过丝状连接件与壳体相连，因此采样质量块在水平方向上不能相对外壳运动，只能相对外壳产生沿竖直方向上的运动。由于采样质量块的底部与电涡流板的顶部相连，因此采样质量块可带动电涡流板靠近或远离磁路装置。在使用过程中，当采样质量块受到垂直扰动加速度干扰时，采样质量块带动电涡流板向靠近或远离磁路装置的方向运动，也就是说，电涡流板在磁路装置产生的磁场中上下运动，从而使得电涡流板内部的磁通发生变化，在电涡流板内形成强大的电涡流，继而产生一个反向的洛伦兹力，继而产生阻尼阻碍采样质量块运动。而电涡流板产生的电涡流最终会转化为焦耳热释放出去。
[0024]同时，由于在电涡流板的底部连接有筒状骨架，筒状骨架上缠绕有载流线圈，因此载流线圈位于磁路装置产生的磁场中，当采样质量块受到垂直扰动加速度干扰时，采样质量块带动电容动极板运动，从而使得电容动极板与两个电容定极板之间的距离均产生变化，因此，电容动极板分别与两个电容定极板之间产生的电容也随之变化，两个电容之间的差值(差分电容)经由控制转换电路转换成电流传输给载流线圈，由于载流线圈受到的磁场安培力的作用刚好与采样质量块的运动趋势相反，因此载流线圈形成的电阻尼可以进一步衰减掉一部分采样质量快受到的垂直扰动。
[0025]由于本实用新型提供的电磁阻尼器利用导体(电涡流板)在磁场中运动产生电涡流效应，以及载流导体(载流线圈)在外磁场中受安培力的基本原理，对环境温度波动不敏感，时间常数小，重力变化滞后小，也不存在流体对流力的影响，本实用新型提供的电磁阻尼器具有阻尼系数大、非接触、无机械摩擦和磨损、无须润滑、维护方便、可靠性高等优点。当将本实用新型提供的电磁阻尼器应用于海洋重力仪时，相对于现有技术中的海洋重力仪，应用本实用新型提供的电磁阻尼器的海洋重力仪对海浪这种低频、大幅值垂直扰动具有更好的压缩效果，可以极大的提高重力仪的精度，满足快速高效大范围海洋重力测量。
[0026]本实用新型的另一目的在于提出重力仪，以解决现有技术中的重力仪的抗干扰能力差的冋题。
[0027]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0028]一种重力仪，所述重力仪包括如上述技术方案所述的电磁阻尼器。
[0029]所述重力仪与上述电磁阻尼器相对