本实用新型涉及重力勘探技术领域，尤其涉及一种CG-5型重力仪的垂直梯度测量承载装置。
背景技术：
重力垂直梯度是重力的垂向一阶导数，相对重力数据而言，它含有更丰富的高波数成分，对浅小地质目标更为敏感，具有更高的分辨率。重力垂直梯度的空间分布和变化与地下构造、密度分布有着较好的对应关系。
目前，陆地重力垂直梯度测量多利用差分方式，即利用重力仪在同一平面坐标位置，但在不同高度上进行测量，利用上下两次测量值之差再除以高度差获得重力垂直梯度，同时也能获得重力数据。
重力仪是测定重力加速度的仪器，其基本原理是弹性体在重力作用下发生形变，弹性体的弹性力与重力平衡时，弹性体处于某一平衡位置。当重力变化时弹性体的平衡位置则改变，观测两次平衡位置的改变量，即可测定两点的重力差，广泛应用于地球重力场测量，固体潮观测，地壳形变观测，以及重力勘探等项工作中。
重力垂直梯度测量所用的梯度测量架主要为台式或三脚架式，使用过程中将重力仪分别放置在同一梯度测量架的不同高度上以获得重力数据，但是其存在体积大、施工时搬运困难、施工人员和仪器的安全风险较大、测量效率低、观测高度固定(不能随需求调节上下两次测量的高度)、梯度架成本较高、梯度架越高受风力和地形坡度的影响越大等弊端。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种CG-5型重力仪垂直梯度测量架，其可拆卸的塔式结构便于选择不同的高度差以适合不同埋深勘探目标的探测，同时可以降低梯度测量架的运输和携带困难程度。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
本实用新型提供一种CG-5型重力仪垂直梯度测量架，包括底座和至少一个延长架，所述底座包括水平设置的底座连接板，所述底座连接板包括三个板角，从每个所述板角的上表面向上垂直突出设置有底座套管，从每个所述板角的下表面向下垂直突出设置有底座尖脚；所述延长架包括水平设置的延伸杆固定三角板，三根延伸杆从所述延伸杆固定三角板的三个角垂直穿过并固定在其中；所述延伸杆的上端包括延伸杆套管，适于可拆卸地固定连接其他所述延长架的延伸杆或CG-5型重力仪三脚架的尖脚；所述延伸杆的下端适于可拆卸地固定连接所述底座套管或其他所述延长架的延伸杆套管；所述底座套管适于可拆卸地固定连接CG-5型重力仪三脚架的尖脚或所述延伸杆的下端。
所述底座套管和所述延伸杆套管包括向上开口的中空管结构。
所述底座套管或所述延伸杆套管与所述CG-5型重力仪三脚架的尖脚或所述延伸杆之间通过蝶形收紧螺丝可拆卸地固定连接。
所述底座尖脚包括位于底部的尖端。
所述延伸杆包括中空管结构。
所述延伸杆固定三角板包括安装套管。
所述延伸杆与所述延伸杆固定三角板通过延伸杆收紧螺丝固定连接。
进一步地，所述延伸杆收紧螺丝与所述延伸杆接触部位加一橡胶垫片。
进一步地，所述延伸杆的高度为0.5m。
(三)有益效果
本实用新型的有益效果是：
1、可根据探测目标的深浅选择不同数目的延长架进行组合测量。
2、可拆卸的塔式结构降低了梯度测量架的运输和携带困难程度。
3、适宜的高度利于测量，受风力的影响较小，同时也减少施工人员和仪器的安全风险程度。
附图说明
图1为本实用新型的CG-5型重力仪垂直梯度测量架的底座结构示意图；
图2a为本实用新型的CG-5型重力仪垂直梯度测量架的底座连接板的剖视图；
图2b为本实用新型的CG-5型重力仪垂直梯度测量架的底座连接板的侧视图；
图3为本实用新型的CG-5型重力仪垂直梯度测量架的延长架结构示意图；
图4a为本实用新型的CG-5型重力仪垂直梯度测量架的延伸杆固定三角板的示意图；
图4b为本实用新型的CG-5型重力仪垂直梯度测量架的延伸杆固定三角板的剖视图；
图5为本实用新型的CG-5型重力仪垂直梯度测量架的结构示意图；
图6为本实用新型的CG-5型重力仪垂直梯度测量架的塔式组合模式结构示意图。
【附图标记说明】
100：底座；
101：底座连接板；
102：底座尖脚；
103：底座套管；
104：底座套管蝶形收紧螺丝；
105：板角；
106：安装部；
107：安装孔；
200：延长架；
201：延伸杆固定三角板；
202：延伸杆；
203：延伸杆套管蝶形收紧螺丝；
204：延伸杆套管；
205：延伸杆收紧螺丝；
206：三角板安装套管；
207：延伸杆通孔；
208：凹槽。
具体实施方式
为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
本实用新型提供一种CG-5型重力仪垂直梯度测量架，包括：底座和延长架。
底座
如图1、2a和2b所示，所述底座包括底座连接板101、底座尖脚102和底座套管103。底座连接板101呈Y字型中心对称结构，包括三个对称分布的板角105，每个板角105分别与一个垂直延伸的支腿连接，所述支腿包括安装部106、从安装部106上表面向上垂直延伸的底座套管103以及从安装部下表面向下垂直延伸的底座尖脚102，优选地，底座套管103和底座尖脚102一体成型在安装部106上。所述安装部形状匹配地与底座连接板101的三个板角105的侧面及上下表面配合，并借助于板角105上的安装孔107固定安装在底座连接板101的板角105上。
当然，所述底座套管103、底座尖脚102和底座连接板101也可以通过其他适当的方式固定在一起，本实用新型对此不做限制，可以采用一体成形或常用的连接件固定连接。
底座连接板101的Y字型中心连接便于施工者将其踩入地面。由于底座连接板101经常用于踩入地面，故其选材主要标准是硬度高、柔韧性好；其次为质量轻等要求，故可将合金钢材料作为选用。
三个底座尖脚102用于插入测量地面。每个所述底座尖脚102包括位于底部的尖端，优选三个底座尖脚的尖端相互平齐。
三个底座套管103用于连接固定延长架的延伸杆(将在下文详细描述)或CG-5型重力仪三脚架的尖脚。每个所述底座套管103包括向上开口的中空管结构，所述中空管的内壁尺寸与延长架的延伸杆或CG-5型重力仪三脚架的尖脚的外壁尺寸匹配。
每个底座套管103侧壁包括一个垂直贯穿壁厚方向设置的底座套管蝶形收紧螺丝104，所述螺丝包括位于底座套管103外部的便于人手操作的蝶形的操作部，以及位于底座套管103内部的顶紧部。
通过旋转操作部，顶紧部向底座套管103的中心移动，将插入在底座套管103的延伸杆末端或CG-5型重力仪三脚架的尖脚顶紧固定在底座套管103中，实现所述底座和延伸杆或CG-5型重力仪三脚架的固定连接，防止测量装置摇晃引起观测误差。
延长架
如图3、4a和4b所示，所述延长架包括延伸杆固定三角板201和三根延伸杆202。延伸杆固定三角板201在三个角上分别包括三个对称分布从上表面垂直延伸突出的三角板安装套管206，所述三角板安装套管形状匹配地与延伸杆固定三角板201的三个角的侧面和上表面配合，并借助于三个角上的安装孔107固定安装在所述三个角上。
所述三角板安装套管206包括上下贯穿的内孔，所述延伸杆固定三角板201上与所述内孔位置对应且尺寸匹配地形成有延伸杆通孔207。延伸杆202穿过所述三角板安装套管206的内孔和延伸杆通孔207后，适于插入与位置对应的板角105上底座套管103。
优选地，延伸杆固定三角板201三边中心部分可以包括凹槽208，以减轻延伸杆固定三角板201的重量、延伸杆202也可设置为中空管结构以减轻重量。
每个所述延伸杆通孔207侧壁包括一个垂直贯穿壁厚方向设置的延伸杆收紧螺丝205，所述螺丝包括位于延伸杆202外部的便于人手操作的圆形的操作部，以及位于延伸杆202内部的顶紧部。优选地，延伸杆收紧螺丝205和延伸杆202接触处可以加一橡胶垫片，以减少磨损。
通过旋转操作部，顶紧部向延伸杆202的中心移动，将插入在延伸杆固定三角板201的延伸杆202顶紧固定在所述延伸杆固定三角板201中，实现延伸杆固定三角板201与延伸杆202的固定连接，防止测量装置摇晃引起观测误差。
优选地，延伸杆固定三角板201和延伸杆202选材主要标准为质量轻、硬度高，故可选用铝合金等材料。
延伸杆202包括分别位于延伸杆固定三角板201两侧的前端和末端，在工作状态下为顶端和底端。其中所述前端设置有延伸杆套管204，延伸杆套管204用于连接固定CG-5型重力仪三脚架的尖脚或延伸杆202。所述末端适于插入底座套管103，通过底座套管蝶形收紧螺丝104固定连接，或者插入其他延长架的延伸杆套管204内。
每个延伸杆套管204包括向上开口的中空管结构，所述中空管的内壁尺寸与CG-5型重力仪三脚架的尖脚或延伸杆202的外壁尺寸匹配。所述延伸杆套管204侧壁包括一个垂直贯穿壁厚方向设置的延伸杆套管蝶形收紧螺丝203，所述螺丝包括位于延伸杆套管204外部的便于人手操作的蝶形的操作部，以及位于延伸杆套管204内部的顶紧部。通过旋转操作部，顶紧部向延伸杆套管204的中心移动，将插入在延伸杆套管204的CG-5型重力仪三脚架的尖脚或延伸杆202末端顶紧固定在延伸杆套管204中，实现延伸杆202与CG-5型重力仪或另一延伸杆202的固定连接，防止测量装置摇晃引起观测误差。
可以想见地，如图5、6所示，可以根据不同勘探任务可以选择放置一层延长架或两层延长架，甚至可以更多层，从而形成塔式结构。最底层的延长架底端连接底座，最顶层的延长架顶端连接CG-5型重力仪三脚架。
进一步地，为增加测量架的耐腐蚀性，可以考虑在测量架表面刷一层防腐漆。
测量时，可以采用差分法计算重力垂向一阶导数，设CG-5型重力仪及其配套的三脚架在所述底座上测得的重力值为gd,CG-5型重力仪及其配套的三脚架在所述延长架固定的平面上测得的重力值为gu,梯度测量所用的延长架的层数为n(n＝1或2)，每一所述延长架的高度为0.5m。可得：
gd′＝gd+Δgd改 (2)
gu′＝gu+Δgu改 (3)
式中：Δgd改为混改值和地面测量各项改正值的总和；Δgu改为混改值和空中测量各项改正值的总和。
假设地表倾角为α，上下两次测量高差为Δh，则中心位置水平偏移距离Δx为：
Δx＝Δh·sinα (4)
由(4)式知，当地表倾角一定时，Δx与Δh成正比，Δh越大Δx越大。所以本实用新型在倾斜地表施工时可选用一层延长架(0.5m高度差)，减少水平偏移距离Δx。
具体施工过程包括如下步骤：
S1、将CG-5型重力仪垂直梯度架底座中心对准重力测量点位，将其踩入地面；
S2、将CG-5型重力仪三脚架插入底座套管，拧紧底座套管蝶形收紧螺丝将CG-5型重力仪三脚架固定；
S3、将CG-5型重力仪放置在CG-5型重力仪三脚架上调平测量，获得gd；
S4、取掉CG-5型重力仪和CG-5型重力仪三脚架，根据测量高度需求将固定好的延长架拧紧在底座上；
S5、将CG-5型重力仪三脚架插入最顶层的延伸杆套管，拧紧延伸杆套管蝶形收紧螺丝将CG-5型重力仪三脚架固定；
S6、将CG-5型重力仪放置在CG-5型重力仪三脚架上调平再次测量，获得gu。
综上所述，本实用新型的CG-5型重力仪垂直梯度测量架，由于其采用塔式结构，相较现有的梯度架而言，其体积小、质量轻，便于携带和运输。在倾斜地表施工时不同高度测量中心位置水平偏移距离较小。对埋深不同的勘探目标可选择不同数目的垂直梯度测量架的组合。其高度较低，降低了施工人员和仪器的危险隐患，受风力的干扰较小。
需要理解的是，以上对本实用新型的具体实施例进行的描述只是为了说明本实用新型的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，但本实用新型并不限于上述特定实施方式。凡是在本实用新型权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。