Superconductinggravimeter—Generaltechn2024-04-07發(fā)布中國(guó)地震學(xué)會(huì)發(fā)布 1 1 1 2 5 8 大學(xué)（武漢）、中國(guó)地震局地球物理研究所、湖北省地震局、中國(guó)地震局第二監(jiān)超導(dǎo)重力儀是一種利用超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)來(lái)測(cè)量重力加速度隨時(shí)間變化的相對(duì)重力測(cè)量?jī)x器，是迄超導(dǎo)重力儀通用技術(shù)規(guī)范本文件適用于超導(dǎo)重力儀的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試、評(píng)估GB7401.6－2005家用和類(lèi)似用途電器的安全第1部分：通DB/T7－2003地震臺(tái)站建設(shè)規(guī)范重力臺(tái)站DB/T23－2007地震觀測(cè)儀器進(jìn)網(wǎng)技術(shù)要求重力儀超導(dǎo)重力儀superconductinggravim重力儀格值scalevalueofgravitymeter用于將重力儀的示值轉(zhuǎn)換為重力加速度值的系數(shù)，反映的是重力儀示值與被測(cè)重力值之間的比例儀器漂移instrumentaldrift 4技術(shù)要求4.1使用條件4.1.1工作環(huán)境DB/T7－2003的要求。室內(nèi)環(huán)境應(yīng)滿足4℃~37℃4.2性能指標(biāo)4.2.1儀器格值4.2.2測(cè)程4.2.3分辨力、重復(fù)度4.2.4漂移、噪聲水平4.2.5數(shù)據(jù)采樣率4.2.6長(zhǎng)期穩(wěn)定性在保持觀測(cè)資料的分辨力、重復(fù)度、漂移率等參數(shù)符合要求的前提下，儀器應(yīng)能連續(xù)運(yùn)行6個(gè)月以4.2.7時(shí)鐘精度內(nèi)部時(shí)鐘與授時(shí)源標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步的時(shí)間間隔應(yīng)小于24小時(shí)，時(shí)間同步偏差應(yīng)小于0.2ms。4.2.8控溫裝置敏感探頭控溫分辨力應(yīng)優(yōu)于2控溫區(qū)域溫度變化的絕對(duì)值應(yīng)不大于±10μK。4.2.9儀器功耗、重量和外形尺寸4.2.10通信接口4.2.11包裝與運(yùn)輸條件在野外運(yùn)輸情況下，外部環(huán)境溫度應(yīng)滿足-20℃~+50℃。在野外運(yùn)輸情況下，瞬間顛簸幅度不應(yīng)大于±200mm。4.3功能要求4.3.2網(wǎng)絡(luò)通信與監(jiān)控4.3.3時(shí)鐘系統(tǒng)校對(duì)宜通過(guò)全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)接收機(jī)和時(shí)間網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器自動(dòng)校時(shí)，或通過(guò)時(shí)間服務(wù)器及人工指令4.3.4人機(jī)交互54.3.5掉電保護(hù)在關(guān)機(jī)和掉電狀態(tài)下，應(yīng)保持儀器的設(shè)置參數(shù)、時(shí)鐘信息和重力數(shù)據(jù)不丟4.3.6液氦損耗4.4.3漏電電流儀器交流變壓器的次級(jí)對(duì)機(jī)殼的漏電峰值應(yīng)不大于4.4.4安全性能實(shí)驗(yàn)應(yīng)按GB/T6587－2012之5.8所示安全試驗(yàn)方法，對(duì)被測(cè)儀器基本安全性能進(jìn)行測(cè)試5.1格值標(biāo)定5.2測(cè)程檢測(cè)b)調(diào)整測(cè)程調(diào)節(jié)裝置，使儀器的輸出增加，記錄儀器的最高電壓輸出值。c)再調(diào)整測(cè)程調(diào)節(jié)裝置，使儀器的輸出減少，記錄?不小于表3給出的測(cè)程范圍即為合格。5.3分辨力檢測(cè)檢測(cè)時(shí)間宜在大潮期間、固體潮變化速率快a)調(diào)整超導(dǎo)重力儀的采樣頻率，使其每1分鐘輸出一個(gè)檢測(cè)記錄值。b)檢測(cè)記錄值與對(duì)應(yīng)的檢測(cè)時(shí)刻構(gòu)成1個(gè)數(shù)5.4重復(fù)度檢測(cè)檢測(cè)超導(dǎo)重力儀在短時(shí)斷電、反饋或測(cè)微等停止工作儀器提供相近示值的能力。重力儀重復(fù)度用檢測(cè)示值的標(biāo)準(zhǔn)7c)將觀測(cè)值乘以對(duì)應(yīng)的儀器格值，轉(zhuǎn)換成重力變化值。d)經(jīng)固體潮改正后得到，重復(fù)度標(biāo)準(zhǔn)差σ按式(2)計(jì)算。5.5漂移的標(biāo)定超導(dǎo)重力儀的漂移可采用絕對(duì)重力標(biāo)定方法或者理論潮汐標(biāo)定方法進(jìn)行標(biāo)標(biāo)定場(chǎng)地標(biāo)定設(shè)備標(biāo)定過(guò)程不少于3個(gè)月，每期標(biāo)定觀測(cè)的時(shí)間跨度不少于2天，每小時(shí)絕對(duì)重力觀測(cè)的組數(shù)不小于50組。）；1標(biāo)定場(chǎng)地標(biāo)定時(shí)間標(biāo)定過(guò)程超導(dǎo)重力儀標(biāo)定觀測(cè)期間連續(xù)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)無(wú)間斷，且附近無(wú)大地震等重大影響觀測(cè)結(jié)果的事件發(fā)a)將觀測(cè)數(shù)據(jù)降采樣為1分鐘或者1小時(shí)采樣數(shù)b)利用海潮模型獲取觀測(cè)站附近的海潮負(fù)荷響應(yīng)，從觀測(cè)數(shù)據(jù)中扣除海潮負(fù)荷的影響。c)去除觀測(cè)數(shù)據(jù)中的尖峰、突跳、間斷、地震等干擾信號(hào)。稱(chēng)趨勢(shì)項(xiàng)）和潮汐信號(hào)三個(gè)部分，其中線性漂移項(xiàng)即為儀器的漂5.6噪聲水平檢測(cè)a)以相同的采樣率，將標(biāo)定好的超導(dǎo)重力儀與待檢測(cè)的超導(dǎo)重力儀并址觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間不少于4b)采用相關(guān)分析法進(jìn)行評(píng)估，扣除共模的地面振動(dòng)噪聲，從而獲得儀器的噪聲水平。具5.7功能測(cè)試5.9環(huán)境適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)應(yīng)按照GB/T6587－2012之5.9規(guī)定的實(shí)驗(yàn)超導(dǎo)重力儀應(yīng)進(jìn)行出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)性能指標(biāo)★★★★★★★★★★★★○★4.2.5○★○★○★★★★★★★★★★★★★○★6.2.1每臺(tái)超導(dǎo)重力儀必須按出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)6.3.1有下列情況之一時(shí)，應(yīng)進(jìn)行型——新產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的試制定型鑒定；——正式生產(chǎn)后如結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能時(shí)；6.3.2檢驗(yàn)樣機(jī)應(yīng)按不低于該批次出廠檢驗(yàn)合格超導(dǎo)重力儀的25%抽樣，且抽6.3.4如發(fā)現(xiàn)一臺(tái)不合格時(shí)，宜對(duì)該批超導(dǎo)重力儀再不合格項(xiàng)目及相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行復(fù)檢，如仍有一臺(tái)A.1標(biāo)定場(chǎng)地A.2標(biāo)定時(shí)間A.3標(biāo)定設(shè)備力儀的短期靈敏度應(yīng)優(yōu)于5.0×10-7m·s-2/Hz1/2。A.4標(biāo)定觀測(cè)過(guò)程b)待絕對(duì)重力儀裝調(diào)完成后，與超導(dǎo)重力儀進(jìn)行同步同址測(cè)量，記錄5天以上的絕對(duì)重力數(shù)據(jù)。儀器同步計(jì)數(shù)，相同時(shí)刻的輸出構(gòu)成坐標(biāo)系中1個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。有效觀測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)不少于80測(cè)量期間，至少每12小時(shí)對(duì)儀器狀態(tài)進(jìn)行一次檢查，確保儀器狀態(tài)A.5數(shù)據(jù)處理過(guò)程二乘低通濾波(加窗，截止頻率為0.0041667Hz)去除信b）依據(jù)絕對(duì)重力儀各數(shù)據(jù)點(diǎn)的測(cè)量時(shí)間，選取與之時(shí)間j組數(shù)；3=3?(3+)……?=?(+)}使所有數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合殘余誤差vi的加權(quán)平方和∑1最小，擬合得到的即為格值因子。xi超導(dǎo)重力儀輸出電壓；A.6合格性判定原則格值因子擬合殘差的標(biāo)準(zhǔn)差不大于0.001A.7復(fù)校時(shí)間間隔B.1使用兩臺(tái)儀器同步記錄數(shù)據(jù)計(jì)算儀器為1()和2()的互功率譜密度。假設(shè)各儀器的|1()|2|2()|2B.2使用三臺(tái)儀器同步記錄數(shù)據(jù)計(jì)算儀器=??=?…………引潮位()導(dǎo)致的地表（=）重力變化與潮汐因()的球諧展開(kāi)形式為 對(duì)于一個(gè)彈性、各向同性、非自轉(zhuǎn)、球?qū)ΨQ(chēng)（SNREI）地球而言，地表重力潮汐解算公式（C2）的關(guān)鍵是計(jì)算天體的天頂距，可根據(jù)天體參數(shù)用直森全調(diào)和展開(kāi)法將這些天體參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，此時(shí)引潮位的展開(kāi),,,,,6個(gè)天文參數(shù)的系數(shù)；經(jīng)，為經(jīng)度，其他天文參數(shù)可按下式計(jì)算(?2000)×365+++0.5+=3(?2000)×365+++0.5+30=3(3?52)21=22…………?()的傅立葉變換，表達(dá)式為：()=?()e?j2π傳遞函數(shù)()和相位傳遞函數(shù)()兩部分，即()=()exp[?j()]。當(dāng)頻率為零時(shí)，它秒，一般通過(guò)施加正弦或階躍函數(shù)的信號(hào)激勵(lì)，通過(guò)分析其響應(yīng)來(lái)測(cè)定儀器的時(shí)間延遲。），√2+2√?==………j第j段數(shù)據(jù)；RijX激勵(lì)函數(shù)X的實(shí)[4]DB/T21－2007地震觀測(cè)儀器進(jìn)[7]陳曉東，孫和平，張為民，郝興華.用絕對(duì)重力儀測(cè)定超導(dǎo)[8]