一種用于重力儀的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及重力儀技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于重力儀的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋重力儀工作時(shí)，外部動(dòng)態(tài)環(huán)境的變化對(duì)觀測(cè)結(jié)果的影響，是海洋重力儀測(cè)量的主要誤差源。測(cè)量船在實(shí)施海洋重力測(cè)量時(shí)，六個(gè)自由度上都有可能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生擾動(dòng)加速度，這其中垂直方向的擾動(dòng)加速度對(duì)海洋重力測(cè)量的影響最大。這種擾動(dòng)加速度數(shù)值是待測(cè)重力變化值的105?10 6倍，和需要測(cè)量的重力加速度混雜在一起，給海洋重力測(cè)量帶來(lái)很大的困難，并產(chǎn)生很大的觀測(cè)誤差。所以海洋重力儀在海洋動(dòng)態(tài)環(huán)境下實(shí)施測(cè)量的前提，就是采取各種措施消除測(cè)量船在各個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)、特別是垂直方向運(yùn)動(dòng)對(duì)重力測(cè)量的影響，盡最大努力削弱動(dòng)態(tài)環(huán)境變化對(duì)海洋重力測(cè)量產(chǎn)生干擾這一最大誤差源。
[0003]由于垂直擾動(dòng)加速度具有周期性的特點(diǎn)，而且其周期遠(yuǎn)比重力加速度小，所以海洋重力儀一般都對(duì)采樣質(zhì)量施加強(qiáng)阻尼，把由垂直擾動(dòng)加速度引起的采樣質(zhì)量的位移進(jìn)行大幅度的壓縮，然后再用數(shù)字濾波把剩余部分完全消除掉。海洋重力儀經(jīng)過(guò)強(qiáng)阻尼處理后，對(duì)高頻的垂直擾動(dòng)加速度反映非常遲鈍，垂直擾動(dòng)對(duì)重力儀的影響可以減小到10 6，甚至更小，而對(duì)變化比較緩慢、頻率很低的實(shí)際重力變化卻非常敏感。此外由于采樣質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)幅度被大幅度的壓縮，大大減小了機(jī)械結(jié)構(gòu)、電容傳感器以及零長(zhǎng)檢測(cè)彈簧技術(shù)不夠完善而產(chǎn)生的非線性誤差；同時(shí)還消除了垂直加速度的高次效應(yīng)。因此，先進(jìn)的阻尼技術(shù)是海洋重力儀能夠在復(fù)雜的海洋動(dòng)態(tài)環(huán)境下實(shí)施高精度快速測(cè)量的重要保證。
[0004]有一種重力儀中應(yīng)用的是空氣阻尼器，這種儀器采用了斜拉擺桿式彈性系統(tǒng)，動(dòng)力系數(shù)小，無(wú)需過(guò)大的阻尼系數(shù)即可滿足動(dòng)態(tài)測(cè)量要求。擺桿處于一對(duì)空氣阻尼器中間，可以在垂直與水平方向都提供阻尼。當(dāng)受到外部垂直擾動(dòng)加速度影響時(shí)，擺桿帶動(dòng)阻尼器中活塞上下運(yùn)動(dòng)壓縮空氣，從而產(chǎn)生較大阻尼將垂直擾動(dòng)加速度的幅值壓縮到設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。但是空氣阻尼器具有很多的局限性，無(wú)法得到大的阻尼系數(shù)，對(duì)垂直擾動(dòng)的衰減幅度有限，而且由于空氣的可壓縮性，當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)的振動(dòng)周期較短時(shí)，空氣阻尼器的工作就好像一個(gè)附加的檢測(cè)彈簧，不但沒(méi)有阻礙垂直方向活塞運(yùn)動(dòng)的作用，反而還會(huì)增強(qiáng)這種垂直活塞運(yùn)動(dòng)，引起更大的擾動(dòng)誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于重力儀的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的重力儀的抗干擾能力差。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明提供的用于重力儀的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)，包括外殼，以及安裝于所述外殼中的:
[0008]具有空腔的采樣質(zhì)量塊，所述采樣質(zhì)量塊通過(guò)絲狀連接件與所述外殼相連；
[0009]檢測(cè)彈簧，所述檢測(cè)彈簧的一端與所述外殼相連，另一端伸入所述采樣質(zhì)量塊的空腔且與所述采樣質(zhì)量塊相連；
[0010]電渦流板，所述采樣質(zhì)量塊的底部與所述電渦流板的頂部相連；
[0011]磁路裝置，所述電渦流板的底部和所述筒狀骨架均位于所述磁路裝置中。
[0012]優(yōu)選地，所述采樣質(zhì)量塊的外表面鍍有磁屏蔽層。
[0013]優(yōu)選地，所述采樣質(zhì)量塊為管狀質(zhì)量塊。
[0014]優(yōu)選地，所述絲狀連接件的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)所述絲狀連接件分為多組，每組內(nèi)的各所述絲狀連接件均位于同一平面，各組絲狀連接件沿所述采樣質(zhì)量塊的軸向間隔分布。
[0015]優(yōu)選地，所述絲狀連接件有兩組，每組包括三個(gè)所述絲狀連接件，每組內(nèi)的三個(gè)所述絲狀連接件分別沿所述采樣質(zhì)量塊的周向均勻分布。
[0016]優(yōu)選地，所述采樣質(zhì)量塊上設(shè)置有一對(duì)用于抵消拉力的扭矩彈簧，所述扭矩彈簧位于兩組所述絲狀連接件之間，且與兩組所述絲狀連接件之間的距離相等。
[0017]優(yōu)選地，所述絲狀連接件的兩端分別通過(guò)固裝在所述采樣質(zhì)量塊和所述殼體上的夾持裝置進(jìn)行固定，所述夾持裝置包括螺接在一起的一對(duì)金屬片。
[0018]優(yōu)選地，所述檢測(cè)彈簧通過(guò)柱狀連接件與所述采樣質(zhì)量塊相連，所述柱狀連接件設(shè)置于所述采樣質(zhì)量塊的空腔底端，所述柱狀連接件的外圓柱面與所述采樣質(zhì)量的空腔的內(nèi)壁固定連接，所述檢測(cè)彈簧與所述柱狀連接件的上端相連。
[0019]優(yōu)選地，所述柱狀連接件的底端伸入所述電渦流板并設(shè)置有翻邊，所述柱狀連接件通過(guò)所述翻邊與所述電渦流板卡合連接。
[0020]優(yōu)選地，所述外殼為圓柱狀殼體，所述圓柱狀殼體、所述采樣質(zhì)量塊、所述電渦流板和所述磁路裝置的豎直方向的穩(wěn)定軸在同一條直線上。
[0021]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的用于重力儀的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)勢(shì):
[0022]在本發(fā)明提供的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)中，由于采樣質(zhì)量塊通過(guò)絲狀連接件與殼體相連，因此采樣質(zhì)量塊在水平方向上不能相對(duì)外殼運(yùn)動(dòng)，只能相對(duì)外殼產(chǎn)生沿豎直方向上的運(yùn)動(dòng)。由于采樣質(zhì)量塊的底部與電渦流板的頂部相連，因此采樣質(zhì)量塊可帶動(dòng)電渦流板靠近或遠(yuǎn)離磁路裝置。在使用過(guò)程中，當(dāng)采樣質(zhì)量塊受到垂直擾動(dòng)加速度干擾時(shí)，采樣質(zhì)量塊帶動(dòng)電渦流板向靠近或遠(yuǎn)離磁路裝置的方向運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)，電渦流板在磁路裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)，從而使得電渦流板內(nèi)部的磁通發(fā)生變化，在電渦流板內(nèi)形成強(qiáng)大的電渦流，繼而產(chǎn)生一個(gè)反向的洛倫茲力，繼而產(chǎn)生阻尼阻礙采樣質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)。而電渦流板產(chǎn)生的電渦流最終會(huì)轉(zhuǎn)化為焦耳熱釋放出去。
[0023]由于本發(fā)明提供的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)是利用導(dǎo)體(電渦流板)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電渦流效應(yīng)的基本原理，相對(duì)于液體阻尼對(duì)環(huán)境溫度波動(dòng)不敏感，時(shí)間常數(shù)小，重力變化滯后小，也不存在流體對(duì)流力的影響，本發(fā)明提供的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)具有阻尼系數(shù)大、非接觸、無(wú)機(jī)械摩擦和磨損、無(wú)須潤(rùn)滑、維護(hù)方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)將本發(fā)明提供的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于海洋重力儀時(shí)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的海洋重力儀，應(yīng)用本發(fā)明提供的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)的海洋重力儀對(duì)海浪這種低頻、大幅值垂直擾動(dòng)具有更好的壓縮效果，可以極大的提高重力儀的精度，滿足快速高效大范圍海洋重力測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0024]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為圖1中A-A處的剖視圖。
[0027]附圖標(biāo)記:
[0028]1-米樣質(zhì)量塊；電禍流板； 3_絲狀連接件；
[0029]4-檢測(cè)彈簧； 5-磁路裝置； 51-外導(dǎo)磁體；
[0030]52-內(nèi)導(dǎo)磁體；53-稀土永磁體；6-柱狀連接件；
[0031]7-筒狀骨架。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0034]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0035]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1中A-A處的剖視圖，如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的用于重力儀的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)，包括外殼，以及安裝于外殼中的:具有空腔的采樣質(zhì)量塊1，采樣質(zhì)量塊1通過(guò)絲狀連接件3與外殼相連；檢測(cè)彈簧4，檢測(cè)彈簧4的一端與外殼相連，另一端伸入采樣質(zhì)量塊1的空腔且與采樣質(zhì)量塊1相連；電渦流板2，采樣質(zhì)量塊1的底部與電渦流板2的頂部相連；磁路裝置5，電渦流板2的底部和筒狀骨架7均位于磁路裝置5中。
[0036]在本發(fā)明實(shí)施例提供的電渦流阻尼結(jié)構(gòu)中，由于采樣質(zhì)量塊1通過(guò)絲狀連接件3與殼體相連，因此采樣質(zhì)量塊1在水平方向上不能相對(duì)外殼運(yùn)動(dòng)，只能相對(duì)外殼產(chǎn)生沿豎直方向上的運(yùn)動(dòng)。由于采樣質(zhì)量塊1的底部與電渦流板2的頂部相連，因此采樣質(zhì)量塊1可帶動(dòng)電渦流板2靠近或遠(yuǎn)離磁路裝置5。在使用過(guò)程中，當(dāng)采樣質(zhì)量塊1受到垂直擾動(dòng)加速度干擾時(shí)，采樣質(zhì)量塊1帶動(dòng)電渦流板2向靠近或遠(yuǎn)離磁路裝置5的方向運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)，電渦流板2在磁路裝置5產(chǎn)生的磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)，從而使得電渦流板2內(nèi)部的磁通發(fā)生變化，在電渦流板2內(nèi)形成強(qiáng)大的電渦流，繼而產(chǎn)生一個(gè)反向的洛倫茲力，繼而產(chǎn)生阻尼阻礙采樣質(zhì)量塊1運(yùn)動(dòng)。而電渦流