[发明专利]用于绝对重力仪的激光三干涉测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光干涉测量系统，尤其涉及一种用于绝对重力仪的激光三干涉测量系统。

背景技术

绝对重力仪是国际上从七十年代开始研究的一种集光、电、计算机、真空技术于一体化的精密仪器，只有美国等少数国家能制造。在地球物理环境、地震、石油勘探和测量等领域有广泛应用，我国只有一台实验样机，市场上没有产品。该产品综合使用了激光、真空、自动控制、精密机械、电子和计算机等先进技术。美国、德国等少数国家的绝对重力仪为自由下落式。我们参与设计的绝对重力仪是上抛式的，具有更高的精度和综合性能。

目前，传统的绝对重力仪均采用单个激光干涉仪来进行绝对重力加速度测量，这样的测量方法的存在的问题是：

采用单个激光干涉的绝对重力仪需要先借助其它仪器进行重力梯度γ的测量，并将其作为已知参数输入到绝对重力观测软件，才能计算得到g；

传统的绝对重力仪采用单个激光干涉仪进行重力测量，当这一套测量机构发生故障时仪器便不能正常测量，使得仪器可靠性较差。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种用于绝对重力仪的激光三干涉测量系统。

本发明的目的是这样实现的：

通过两组测量子系统分别测得两个加速度g₁和g₂；

通过第三组测量子系统计算重力梯度γ。

具体地说，本系统包括被测对象——绝对重力仪，绝对重力仪包括落体机构和隔震舱；

设置有激光器组、第1干涉组件、第2干涉组件、第3干涉组件和信号采集及处理系统；

在落体机构的左右，分别设置有第1落体角锥部件和第2落体角锥部件；

在隔震舱内的左右，分别设置有第1隔震角锥部件和第2隔震角锥部件；

在落体机构的下方，分别设置有与激光器组连通的第1干涉组件和第2干涉组件，得到左、右输出的第1、2干涉光，供测量用；

第3干涉组件分别与第1干涉组件和第2干涉组件连接得到第3干涉光，供修正用；

信号采集及数据处理系统分别与第1干涉组件、第2干涉组件和第3干涉组件的光电检测部件连接，对干涉信号进行采集和数据处理。

与现有技术相比，本发明具有下列优点和积极效果：

①绝对重力仪中落体的一次下落，可同时产出重力梯度γ和重力加速度g，其中g已进行梯度修正，而常规绝对重力仪需要先进行重力梯度测量，并将其作为已知参数输入绝对重力观测软件，才能计算得到g。

②绝对重力仪中落体的一次下落，可同时产出两个g，观测效率比常规绝对重力仪提高一倍；因此，对于一定观测数据量的要求，双落体绝对重力仪的观测时间减少一半；或者在同样观测时间内，观测数据量多一倍。

③绝对重力仪由于有两套完整的测量机构，因此当某套机构发生故障时，另一套仍可完成绝对重力观测任务，只是这时需要手工输入重力梯度参数，提高了仪器的可靠性。

总之，本发明采用独特的三干涉激光测量结构，提高了绝对重力值的测量精度，增强了系统的可靠性。

附图说明

图1本系统的结构示意图；

图中：

00—激光器组，

01—激光器，

02—激光器分束镜，

03—激光器反射镜；

10—第1干涉组件，

11—第1分束镜，

12—第1落体角锥部件，

13—第1隔震角锥部件，

14—第1A反射镜，

15—第1B反射镜，

16—第1合束镜，

17—第1光电检测部件；

20—第2干涉组件，

21—第2分束镜，

22—第2落体角锥部件，

23—第2隔震角锥部件，

24—第2A反射镜，

25—第2B反射镜，

26—第2合束镜，

27—第2光电检测部件；

30—第3干涉组件，

31—第3反射镜，

32—第3合束镜，

33—第3光电检测部件；

40—信号采集及数据处理系统；

50—落体机构；

60—隔震舱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

一、系统

1、总体

如图1，本系统包括被测对象——绝对重力仪，绝对重力仪包括落体机构50和隔震舱60；