[发明专利]一种电磁阻尼器及重力仪

说明书

技术领域

本发明涉及重力仪技术领域，尤其是涉及一种电磁阻尼器及重力仪。

背景技术

海洋重力仪工作时，外部动态环境的变化对观测结果的影响，是海洋重力仪测量的主要误差源。测量船在实施海洋重力测量时，六个自由度上都有可能产生运动，进而产生扰动加速度，这其中垂直方向的扰动加速度对海洋重力测量的影响最大。这种扰动加速度数值是待测重力变化值的10⁵～10⁶倍，和需要测量的重力加速度混杂在一起，给海洋重力测量带来很大的困难，并产生很大的观测误差。所以海洋重力仪在海洋动态环境下实施测量的前提，就是采取各种措施消除测量船在各个自由度的运动、特别是垂直方向运动对重力测量的影响，尽最大努力削弱动态环境变化对海洋重力测量产生干扰这一最大误差源。

由于垂直扰动加速度具有周期性的特点，而且其周期远比重力加速度小，所以海洋重力仪一般都对采样质量施加强阻尼，把由垂直扰动加速度引起的采样质量的位移进行大幅度的压缩，然后再用数字滤波把剩余部分完全消除掉。海洋重力仪经过强阻尼处理后，对高频的垂直扰动加速度反映非常迟钝，垂直扰动对重力仪的影响可以减小到10^-6，甚至更小，而对变化比较缓慢、频率很低的实际重力变化却非常敏感。此外由于采样质量的运动幅度被大幅度的压缩，大大减小了机械结构、电容传感器以及零长弹簧技术不够完善而产生的非线性误差；同时还消除了垂直加速度的高次效应。因此，先进的阻尼技术是海洋重力仪能够在复杂的海洋动态环境下实施高精度快速测量的重要保证。

有一种重力仪中应用的是空气阻尼器，这种仪器采用了斜拉摆杆式弹性系统，动力系数小，无需过大的阻尼系数即可满足动态测量要求。摆杆处于一对空气阻尼器中间，可以在垂直与水平方向都提供阻尼。当受到外部垂直扰动加速度影响时，摆杆带动阻尼器中活塞上下运动压缩空气，从而产生较大阻尼将垂直扰动加速度的幅值压缩到设计范围内。但是空气阻尼器具有很多的局限性，无法得到大的阻尼系数，对垂直扰动的衰减幅度有限，而且由于空气的可压缩性，当测量系统的振动周期较短时，空气阻尼器不但没有阻碍垂直方向活塞运动的作用，反而还会增强这种垂直活塞运动，引起更大的扰动误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁阻尼器，以解决现有技术中的重力仪的抗干扰能力差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供的电磁阻尼器，包括外壳，以及安装于所述外壳中的:

具有空腔的采样质量块,所述采样质量块通过丝状连接件与所述外壳相连；

检测弹簧,所述检测弹簧的一端与所述外壳相连，另一端伸入所述采样质量块的空腔且与所述采样质量块相连；

电涡流板,所述采样质量块的底部与所述电涡流板的顶部相连，所述电涡流板的底部连接有筒状骨架，所述筒状骨架上缠绕有载流线圈；

磁路装置,所述电涡流板的底部和所述筒状骨架均位于所述磁路装置中；

差分电容器,所述差分电容器包括两个电容定极板和一个电容动极板，所述电容定极板与所述外壳相连，所述电容动极板与所述采样质量块相连，且所述电容动极板位于两个所述电容定极板之间；

控制转换电路，所述控制转换电路分别与所述差分电容器和所述载流线圈相连，所述控制转换电路将所述差分电容器输出的差分电容转换为电流并传输给所述载流线圈。

优选地，所述载流线圈由直径为0.07毫米的铜质漆包线绕制而成。

优选地，所述采样质量块为管状质量块，所述采样质量块的外表面镀有磁屏蔽层。

优选地，所述丝状连接件有两组，每组包括三个所述丝状连接件，每组内的三个所述丝状连接件分别沿所述采样质量块的周向均匀分布。

优选地，所述采样质量块上设置有一对用于抵消拉力的扭矩弹簧，所述扭矩弹簧位于两组所述丝状连接件之间，且与两组所述丝状连接件之间的距离相等。

优选地，所述丝状连接件的两端分别通过固装在所述采样质量块和所述壳体上的夹持装置进行固定，所述夹持装置包括螺接在一起的一对金属片。

优选地，所述检测弹簧通过柱状连接件与所述采样质量块相连，所述柱状连接件设置于所述采样质量块的空腔底端，所述柱状连接件的外圆柱面与所述采样质量的空腔的内壁固定连接，所述检测弹簧与所述柱状连接件的上端相连。

优选地，所述柱状连接件的底端伸入所述电涡流板并设置有翻边，所述柱状连接件通过所述翻边与所述电涡流板卡合连接。