专利名称：一种地磁照相记录仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于测量并记录地球磁场的装置，属测量技术领域。
背景技术：
目前，地磁照相记录装置都是以白炽灯泡为光源，其光学系统也都是按白炽灯泡设计 的，白炽灯泡式光源灯的电源电路如图4所示。由于白炽灯泡的电一光转换率较低，因而 现有地磁照相记录装置耗电多，备用蓄电池的配置容量大(约为60AH 100AH)，成本较高， 加之蓄电池无自动充电功能，给使用带来不便。另外，灯泡的灯丝长期工作在高温状态下， 使用寿命较短，频繁更换灯泡使地磁记录的连续性受到严重影响。
新一代白色发光二极管是一种高效节能型光源，采用它作地磁照相记录的光源灯，不但 可节约电能，而且可有效提高观测资料的连续性和记录图像的质量，但由于发光二极管与白 炽灯泡所发出的光线在空间分布上存在较大差别，必须先解决发光二极管的光线与地磁照相 记录装置光学系统的匹配这一难题。 发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种电能耗低、操作方便、性能稳定 的地磁照相记录仪。
本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的
一种地磁照相记录仪，由光源灯、光源灯电源、基线镜、记录器、反射镜、装有凹形反 射镜的磁系和柱状透镜组成，光源灯所发出的光线一部分经基线镜反射并经柱状透镜折射后 照射到记录器的感光相纸上，另一部分经反射镜和磁系上的凹形反射镜反射，再经柱状透镜 折射后照射到记录器的感光相纸上，所述光源灯由发光二极管和位于发光二极管前方的单凸 透镜组成，所述发光二极管套装遮光罩，遮光罩的前端开有光隙。
上述地磁照相记录仪，所述光源灯电源为一个由稳压电源、蓄电池、三端可调集成稳压 器、电位器和电阻组成的恒流源，所述三端可调集成稳压器采用LM317,其3脚一路经充电
3限流电阻接蓄电池正极，另一路经隔离二极管接稳压电源正极，1脚的输出电流经毫安表接 发光二极管，电位器与电流上限控制电阻串联后先与电流下限控制电阻并联，再与恒流源限 流电阻串联形成电流调节网络接于三端可调集成稳压器的1脚和2脚之间。
本实用新型以电一光转换率高的白色发光二极管为发光元件，降低了地磁照相记录 的电能消耗。遮光罩的作用是改变发光二极管所发出的光线的空间分布，使之与白炽灯灯 丝所发光线的空间分布接近，以满足光学系统的要求，使记录图线的粗细和清晰度符合规 范要求。光源灯电源采用恒流源，可最大限度地减小发光二极管工作电流的波动，使感光 记录图像的灰度均匀一致。稳压电源可通过隔离二极管和充电限流电阻自动给蓄电池充电， 既避免了蓄电池的过充电和欠充电，又简化了使用者的操作过程。本实用新型不仅可大量 节约电能，而且使用寿命长，记录图像的质量高，操作方便。以下结合附图
对本实用新型作进一步说明。
图l是本实用新型的原理图2是光源灯的结构示意图3是遮光罩的结构；
图4是传统光源灯电源的电原理图5是本实用新型光源灯电源的电原理图。
图中各标号为1、光源灯，2、基线镜，3、记录器，4、反射镜，5、磁系，6、柱状透 镜，7、仪器罩，8、电源线，9、套筒，10、单凸透镜，11、遮光罩，12、灯座，13、光隙， AC/DC、稳压电源，VD、隔离二极管，E、蓄电池，Ul、三端集成稳压器，U2、三端可调集成 稳压器，L、白炽灯，LED、发光二极管，mA、毫安表，R1 R4、电阻，RP1、 RP2、 W、电位
叫 益。
具体实施方式
新一代高效节能环保型绿色光源一白色发光二极管(LED)是以半导体材料一氮化镓为 基础的新型节能灯，其发光强度为白炽灯的15 30倍，可连续使用约10万小时，其寿命 比普通白炽灯泡长约100倍。在全球能源紧缺的今天，使用发光二极管替代白炽灯泡作地 磁照相记录的光源灯，并配置优质的电源，不但可节约电能消耗，而且可有效提高观测资料的连续性和记录图像的质量。
参看图2、图3，发光二极管LED装于灯座12上，其外部套有遮光罩ll，单凸透镜IO 位于发光二极管LED的前方，通过套筒9与灯座12固定连接，发光二极管LED所发出的光 线穿过光隙13后经单凸透镜10汇聚照射到基线镜2和反射镜4上，光隙13的宽度约 0. 15mm。使用发光二极管型光源灯时，光隙应垂直放置。
白炽灯泡是一种线性发光元件，其电流随电源电压成比例变化，而发光二极管是一种 非线性发光元件，当使用电压源供电时，其电压有约1%的微小变化时，就会引起电流发生 20%左右的较大变化(在电流约2.0mA时测得)，影响记录图像灰度的均匀性，因此，LED 型光源灯的驱动电源须使用恒流源。
参看图5，本实用新型所用恒流源式驱动电源，是由稳压电源(或蓄电池)经输出电 流可调的恒流源电路转换得到的。稳压电源AC/DC是220V市电经降压、整流、滤波和直流 稳压获得。当220V交流市电供应正常时，该稳压电源输出的一路经R1对铅蓄电池E进行 浮充电，另一路为恒流源电路提供电源；220V交流电停电时，铅蓄电池E通过R1向恒流 源电路提供电能，以保持记录不间断。电阻R2 R4、电位器W构成电流调节网络，调节电 位器W可改变LM317的输出电流。
地磁照相记录仪分为测量地磁的水平、垂直和偏角三个分量或只测垂直分量两种形式， 三个分量都能测的仪器称之为磁变仪，只能测垂直分量的仪器称之为磁秤。图l中只画出 了一个分量的测量装置。
磁变仪中对地磁的水平分量、垂直分量和偏角的测量采用独立的三套仪器，观测时一般 使用一个光源灯(个别的使用两个)、 一个记录器(滚筒)，在一张图纸上记录六条记录线 (含三条基线和三条动线)。
本实用新型分别在两个观测点的照相记录磁变仪和磁秤上试验后，其节电效果和记录 图像的质量良好。 1、节电效果
在电源电压相同的情况下，新乐的照相记录磁变仪光源灯电流，由使用白炽灯泡时的 125mA下降到使用LED的2. 2mA;昌黎的照相记录磁秤光源灯电流，由使用白炽灯泡时的 110mA下降到使用LED的1. 9mA。两者的节约电能效率均超过了 55倍。
蓄电池E的配置容量可由使用白炽灯泡时的60AH 100AH减小到使用LED的1. 2 AH。2、电流的稳定性
当光源灯电源(恒流源)的负载(两发光二极管串联)不变，恒流源电路的电源电压 在8. 5 14V范围内变化时，光源灯电流变化不大于0. 002mA;
当恒流源电路的电源电压不变，负载电阻在0V 950'Q范围内变化时，光源灯电流变 化不大于0. 002mA。
权利要求1、一种地磁照相记录仪，由光源灯(1)、光源灯电源、基线镜(2)、记录器(3)、反射镜(4)、装有凹形反射镜的磁系(5)和柱状透镜(6)组成，其中，光源灯(1)所发出的光线一部分经基线镜(2)反射并经柱状透镜(6)折射后照射到记录器(3)的感光相纸上，另一部分经反射镜(4)和磁系(5)上的凹形反射镜反射，再经柱状透镜(6)折射后照射到记录器(3)的感光相纸上，其特征是，所述光源灯(1)由发光二极管(LED)和位于发光二极管(LED)前方的单凸透镜(10)组成，所述发光二极管套装遮光罩(11)，遮光罩(11)的前端开有光隙(13)。
2、 根据权利要求1所述地磁照相记录仪，其特征是，所述光源灯电源是一个由 稳压电源(AC/DC)、蓄电池(E)、三端可调集成稳压器(U2)、电位器(W)和电阻组 成的恒流源，其中，三端可调集成稳压器(U2)采用LM317，其3脚一路经充电限流 电阻(Rl)接蓄电池(E)正极，另一路经隔离二极管(VD)接稳压电源(AC/DC)正 极，l脚的输出电流经毫安表(mA)接发光二极管(LED)，电位器(W)与电流上限控 制电阻(R3)串联后先与电流下限控制电阻(R4)并联，再与恒流源限流电阻(R2) 串联形成电流调节网络接于三端可调集成稳压器(U2)的1脚和2脚之间。
专利摘要一种地磁照相记录仪，属测量技术领域，用于解决地磁场测量能耗问题。其技术方案是它由光源灯、光源灯电源、基线镜、记录器、反射镜、装有凹形反射镜的磁系和柱状透镜组成，光源灯所发出的光线一部分经基线镜反射并经柱状透镜折射后照射到记录器的感光相纸上，另一部分经反射镜和磁系上的凹形反射镜反射，再经柱状透镜折射后照射到记录器的感光相纸上，所述光源灯由发光二极管和位于发光二极管前方的单凸透镜组成，所述发光二极管套装遮光罩，遮光罩的前端开有光隙。本实用新型不仅可大量节约电能，而且使用寿命长，记录图像的质量高，操作方便。
文档编号G01V3/40GK201378207SQ200920102260
公开日2010年1月6日 申请日期2009年4月9日 优先权日2009年4月9日
发明者田树德 申请人:廊坊市地震局