一种地槽式短基线联通管倾斜测量仪的制作方法

本实用新型涉及一种大地倾斜观测仪器，用于检测地壳微弱倾斜角度和倾斜角度的方位角，适合安装在山洞的地槽中，使用膨胀水泥与基岩固结，更具体的讲是一种地槽式短基线联通管倾斜测量仪。

背景技术：

国内外地震行业使用联通管倾斜仪测量微弱的大地倾斜变化，基本方式是在山洞中布设北南、东西两个方向，每个方向两端设置观测墩；两个观测墩距离10m-30m不等，观测墩安装钵体；两个钵体用石英玻璃管联通，里面充蒸馏水，钵体内放置浮子，两个浮子的连线垂直于地心引力，当大地产生倾斜时，钵体相对于浮子在垂直方向产生位移；电容传感器将浮子的位移变换为电压信号输出。用电容传感器的垂直位移Δh和两个浮子的中心距可以计算出北南方向和东西方向的大地倾斜，由北南、东西方向的倾斜数据，计算出大地最大倾角和方位角。

因为山洞中温度随着季节变化较大，巡检人员出入山洞干扰也比较大；长基线管子中的流动阻尼较大，对地震波及地脉动信号拾取能力较差；蒸馏水连续挥发造成大多数观测数据稳定性差；蒸馏水在山洞潮湿环境容易变质产生菌丝，大约2-3年更换一次，蒸馏水逐渐变质的过程灵敏度逐渐降低；山洞开凿造过程有较大的机械破坏作用，安装仪器的观测墩很少有原生基岩，大部分观测墩是后期混凝土浇注或者大块方形石材水泥固定在较为完整的基岩上，影响到稳定性指标。

技术实现要素：

为提高应变仪的抗干扰能力和高频相应能力，本实用新型提供一种长度1-2m的硅油介质的联通管倾斜测量仪，安装在基岩槽中，选择高质量的不锈钢材料将硅油和电容传感器封装起来，有效隔离硐室温度与气流的干扰；用氩气置换内部空气硅油可以达到永久不变质；借鉴传统的钻孔应变安装方式，在基岩槽中使用高质量膨胀水泥进行固结，使岩石的倾斜变化可靠的传递给仪器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种地槽式短基线联通管倾斜测量仪，包括左右两个钵体、导油管、导气管和测量系统，所述两个钵体下方通过导油管连接，两个钵体中部通过导气管连接，所述测量系统设置在导油管与导气管之间的钵体内，其特征在于：所述测量系统包括测量系统支架、微调轴、微调螺母、陶瓷衬套、微调石英弹簧、电容传感器、浮子和定心石英弹簧；所述电容传感器包括中极板信号游丝、上极板、中极板、下极板和传感器电路，所述浮子包括浮子本体和设置在浮子本体上方的连接杆；所述测量系统支架内设置陶瓷衬套，测量系统支架中部设有微调轴，所述微调螺母套设在微调轴上且设置在测量系统支架上方，所述微调轴底部通过微调石英弹簧与连接杆连接，所述连接杆从上而下分别套设有上极板、中极板和下极板，其中上极板和下极板固定设置在陶瓷衬套上，上极板和下极板与传感器电路连接；所述中极板固定设置在连接杆上，所述中极板信号游丝一端与连接杆连接，一端与所述传感器电路连接；所述浮子本体下方通过定心石英弹簧与测量系统支架底部连接，所述钵体内设有硅油。

进一步的，上述测量仪还包括预应力弹簧，所述预应力弹簧套设在所述微调轴外。

进一步的，上述左右两个钵体之间设有调试系统，所述调试系统包括辅助钵体、调油管、调气管、油气管固定塞和密封帽组成，所述辅助钵体分别与导油管和导气管连通，所述调油管、调气管由油气管固定塞固定，所述调油管底端设置在硅油液面以下，所述调气管底端设置在导气管以上，调油管和调气管上端高于油气管固定塞，所述密封帽设置在辅助钵体顶部。调试系统用于调整液位高度和置换钵体内空气，调整液位高度使液位适合观测和检测传感器系统灵敏度系数，用真空泵抽真空然后用氩气进行置换，保证硅油和传感器系统不被氧化腐蚀。

进一步的，上述中极板与浮子设置在同一轴线上。

进一步的，上述左右两个钵体轴心距1-2m。

本实用新型测量仪两端使用长不锈钢筒加工钵体，两个钵体下部使用导油管连接，中间使用导气管连接；钵体内有低粘度硅油；测量系统安装在钵体底部，由浮子和三级板和传感器电路，浮子由两个微调石英弹簧和定心石英弹簧进行约束，浮子与电容传感器的中极板固定在一起，浮子上下移动，转换为电容传感器的电压信号；两个钵体中间有一个辅助系统，辅助系统有三个功能：调整硅油液面高度测试两个传感器灵敏度系数、用氩气置换内部空气。

本实用新型的有益效果是：测量系统封装在密闭的环境中，测试仪下部用水泥埋设在深度1m的基岩槽中，避免了山洞中温度干扰；密封后，已经置换空气后的硅油永久不变质，可以长期使用；良好的密封避免了液体介质挥发，数据更稳定可靠；仪器设计注重寿命的提高，只有传感器电路寿命为15-20年，损坏后打开密封塞用工具进行维修，其他部件寿命可视为永久性。

附图说明

图1是本实用新型的纵向剖面图示意图；

图2是图1的AA剖面示意图；

图中：1.密封塞；2.钵体；3.微调轴；4.微调螺母；5.测量系统支架；6.预应力弹簧；7.陶瓷衬套；8.微调石英弹簧；9.中极板信号游丝；10.上极板；11.中极板；12.下极板；13.浮子本体；14.连接杆；15. 定心石英弹簧；16.导气管；17.传感器电路；18.硅油；19导油管；20.辅助钵体；21.调油管；22.调气管；23. 油气管固定塞；24.密封帽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明，以便本领域技术人员可以更好的了解本实用新型，但并不因此限制本实用新型。

实施例1

一种地槽式短基线联通管倾斜测量仪，包括左右两个钵体2、导油管19、导气管16和测量系统，所述左右两个钵体2轴心距1-2m，所述两个钵体2下方通过导油管19连接，两个钵体2中部通过导气管16连接，所述测量系统设置在导油管19与导气管16之间的钵体2内，所述测量系统包括测量系统支架5、微调轴3、微调螺母4、陶瓷衬套7、微调石英弹簧8、电容传感器、浮子和定心石英弹簧15，所述电容传感器包括中极板信号游丝9、上极板10、中极板11、下极板12和传感器电路17；所述浮子包括浮子本体13和设置在浮子本体13上方的连接杆14；所述测量系统支架5内设置陶瓷衬套7，测量系统支架5中部设有微调轴3，微调轴3外套设有预应力弹簧6，所述微调螺母4套设在微调轴3上且设置在测量系统支架5上方，所述微调轴3底部通过微调石英弹簧8与连接杆14连接，所述连接杆14从上而下分别套设有上极板10、中极板11和下极板12，其中上极板10和下极板12固定设置在陶瓷衬套7上，上极板10和下极板12与传感器电路17连接；所述中极板11固定设置在连接杆14上，所述中极板信号游丝9一端与连接杆14连接，一端与所述传感器电路17连接；所述浮子本体13下方通过定心石英弹簧15与测量系统支架5底部连接，所述钵体1内设有硅油18。

所述左右两个钵体2之间设有调试系统，所述调试系统包括辅助钵体20、调油管21、调气管22、油气管固定塞23和密封帽24组成，所述辅助钵体20分别与导油管19和导气管16连通，所述调油管21、调气管22由油气管固定塞23固定，所述调油管21底端设置在硅油18液面以下，所述调气管22底端设置在导气管16以上，调油管21和调气管22上端高于油气管固定塞23，所述密封帽24设置在辅助钵体20顶部。