专利摘要

本实用新型涉及一种偏置式双落体异步下落绝对重力仪，包括真空仓、上角锥棱镜、下角锥棱镜、激光器、光路系统、光电探测部件和信号采集及处理器；真空仓内设有导轨组；上角锥棱镜和下角锥棱镜上下间隔设置，并左右交错分布，上角锥棱镜右侧置于下角锥棱镜左侧上方，且二者分别可上下滑动的装配于导轨组上；光路系统包括分束镜、合束镜、第一反射镜和第二反射镜，分束镜置于真空仓内部左下方，第一反射镜置于真空仓内部右下方，第二反射镜置于真空仓内部右上方，合束镜置于真空仓内部右上方；激光器设置于对应分束镜的位置，光电探测部件设置于对应合束镜的位置，并与信号采集及处理器连接。优点：无需隔振系统便能够获得高精度的绝对重力值。

权利要求

1.一种偏置式双落体异步下落绝对重力仪，其特征在于：包括真空仓(1)、上角锥棱镜(2)、下角锥棱镜(3)、激光器(4)、光路系统、光电探测部件(5)和信号采集及处理器(9)；所述真空仓(1)内设有竖直的导轨组(11)；所述上角锥棱镜(2)和下角锥棱镜(3)上下间隔设置，并左右交错分布，二者的底端相对靠近，所述上角锥棱镜(2)的右端置于所述下角锥棱镜(3)的左端上方，且二者分别可上下滑动的装配于所述导轨组(11)上；所述光路系统包括分束镜(61)、合束镜(62)、第一反射镜(63)和第二反射镜(64)，所述分束镜(61)置于所述真空仓(1)内部左侧下方对应所述上角锥棱镜(2)左侧底端的位置，所述第一反射镜(63)置于所述真空仓(1)内部右侧下方对应所述分束镜(61)的位置，所述第二反射镜(64)置于所述真空仓(1)内部右侧上方对应所述下角锥棱镜(3)右侧底端的位置，所述合束镜(62)置于所述真空仓(1)内部右侧上方对应所述第一反射镜(63)和第二反射镜(64)的位置；所述激光器(4)设置于所述真空仓(1)左侧对应所述分束镜(61)的位置，所述光电探测部件(5)设置于所述真空仓(1)右侧对应所述合束镜(62)的位置，并与所述信号采集及处理器(9)连接，所述的激光器(4)发出的激光，到达分束镜(61)后分成了两束光，其中一束经过分束镜(61)反射后依次通过上角锥棱镜(2)、下角锥棱镜(3)、第二反射镜(64)并到达合束镜(62)，另一束光透过分束镜(61)并经第一反射镜(63)反射后到达合束镜(62)，且两束光在合束镜(62)上合束后发生干涉。

2.根据权利要求1所述的一种偏置式双落体异步下落绝对重力仪，其特征在于：所述上角锥棱镜(2)和下角锥棱镜(3)分别安装于对应的落体支架(7)内部，并通过对应的所述落体支架(7)滑动安装于所述导轨组(11) 上，所述上角锥棱镜(2)和下角锥棱镜(3)可分别相对于对应的所述落体支架(7)自由落体相对运动，两个所述落体支架(7)相对靠近的一端分别设有透光区。

3.根据权利要求2所述的一种偏置式双落体异步下落绝对重力仪，其特征在于：所述真空仓(1)包括封闭的仓体(12)和移动机构，所述仓体(12)上连接有用于对其内部抽真空的离子泵(13)，所述移动机构用于分别驱使两个所述落体支架(7)上下移动。

4.根据权利要求3所述的一种偏置式双落体异步下落绝对重力仪，其特征在于：所述移动机构包括两组一一对应的电机(14)、传送带、主动轮和被动轮，两组所述电机(14)分别安装于所述仓体(12)侧壁下端，其驱动轴均水平伸入所述仓体(12)内部，所述主动轮同轴装配于对应的一组所述驱动轴伸入仓体(12)内的一端，所述被动轮可转动的安装于所述仓体(12)内部的上端对应所述主动轮的位置，两组所述传送带分别环绕过对应的一组所述主动轮和被动轮，两个所述落体支架(7)分别置于两组所述传送带的一侧，并与对应的所述传送带一侧的带体连接固定。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种偏置式双落体异步下落绝对重力仪，其特征在于：还包括准直器(8)，所述准直器(8)设置于所述真空仓(1)外，并位于所述激光器(4)与分束镜(61)之间，用于对所述激光器(4)发出的光束进行扩束和准直。

说明书

技术领域

本实用新型涉及重力测试技术领域，特别涉及一种偏置式双落体异步下落绝对重力仪。

背景技术

传统的绝对重力仪一般分为真空落体仓、激光干涉仪、长周期隔振三个部分，真空落体仓中包含可自由下落的角锥棱镜，测试时角锥棱镜在真空腔中作自由落体运动，激光干涉仪包含激光器、分束镜、反射镜合束镜等，经激光器射出的光分成两束，一束经过真空落体仓中的角锥棱镜，另一束经过长周期隔振系统中的参考棱镜，最终两束光合束发生干涉，干涉条纹记录了自由下落角锥棱镜的运动信息，长周期隔振系统用于隔离地面振动对参考棱镜的影响。由上述三个部分构成的绝对重力仪结构复杂，体积较大，调试不便，运输困难，每测完一个测点都需对仪器进行拆卸装箱，至下一测点重新安装调试测量，因此，小型化、集成化的绝对重力仪一直是行业的需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种偏置式双落体异步下落绝对重力仪，有效的克服了现有技术的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种偏置式双落体异步下落绝对重力仪，包括真空仓、上角锥棱镜、下角锥棱镜、激光器、光路系统、光电探测部件和信号采集及处理器；上述真空仓内设有竖直的导轨组；上述上角锥棱镜和下角锥棱镜上下间隔设置，并左右交错分布，二者的底端相对靠近，上述上角锥棱镜的右侧置于上述下角锥棱镜的左侧上方，且二者分别可上下滑动的装配于上述导轨组上；上述光路系统包括分束镜、合束镜、第一反射镜和第二反射镜，上述分束镜置于上述真空仓内部左侧下方对应上述上角锥棱镜左侧底端的位置，上述第一反射镜置于上述真空仓内部右侧下方对应上述分束镜的位置，上述第二反射镜置于上述真空仓内部右侧上方对应上述下角锥棱镜右侧底端的位置，上述合束镜置于上述真空仓内部右侧上方对应上述第一反射镜和第二反射镜的位置；上述激光器设置于上述真空仓左侧对应上述分束镜的位置，上述光电探测部件设置于上述真空仓右侧对应上述合束镜的位置，并与上述信号采集及处理器连接，上述的激光器发出的激光，到达分束镜后分成了两束光，其中一束经过分束镜反射后依次通过上角锥棱镜、下角锥棱镜、第二反射镜并到达合束镜，另一束光透过分束镜并经第一反射镜反射后到达合束镜，且两束光在合束镜上合束后发生干涉。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，上述上角锥棱镜和下角锥棱镜分别安装于对应的落体支架内部，并通过对应的上述落体支架滑动安装于上述导轨组上，上述上角锥棱镜和下角锥棱镜可分别相对于对应的上述落体支架自由落体相对运动，两个上述落体支架相对靠近的一端分别设有透光区。

进一步，上述真空仓包括封闭的仓体和移动机构，上述仓体上连接有用于对其内部抽真空的离子泵，上述移动机构用于分别驱使两个上述落体支架上下移动。

进一步，上述移动机构设有包括两组一一对应的电机、传送带、主动轮和被动轮，两组上述电机分别安装于上述仓体侧壁下端，其驱动轴均水平伸入上述仓体内部，上述主动轮同轴装配于对应的一组上述驱动轴伸入仓体内的一端，上述被动轮可转动的安装于上述仓体内部的上端对应上述主动轮的位置，两组上述传送带分别环绕过对应的一组上述主动轮和被动轮，两个上述落体支架分别置于两组上述传送带的一侧，并与对应的上述传送带一侧的带体连接固定。

进一步，还包括准直器，上述准直器设置于上述真空仓外，并位于上述激光器与分束镜之间，用于对上述激光器发出的光束进行扩束和准直。

本实用新型的有益效果是：结构设计合理，无需复杂的长周期隔振系统便能得到高精度绝对重力值。

附图说明

图1为本实用新型的偏置式双落体异步下落绝对重力仪的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、真空仓，2、上角锥棱镜，3、下角锥棱镜，4、激光器，5、光电探测部件，7、落体支架，8、准直器，9、信号采集及处理系统，11、导轨组，12、仓体，13、离子泵，14、电机，61、分束镜，62、合束镜，63、第一反射镜，64、第二反射镜。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例：如图1所示，本实施例的偏置式双落体异步下落绝对重力仪包括真空仓1、上角锥棱镜2、下角锥棱镜3、激光器4、光路系统、光电探测部件5和信号采集及处理器9；上述真空仓1内设有竖直的导轨组11；上述上角锥棱镜2和下角锥棱镜3上下间隔设置，并左右交错分布，二者的底端相对靠近，上述上角锥棱镜2的右侧置于上述下角锥棱镜3的左侧上方，且二者分别可上下滑动的装配于上述导轨组11上；上述光路系统包括分束镜61、合束镜62、第一反射镜63和第二反射镜64，上述分束镜61置于上述真空仓1内部左侧下方对应上述上角锥棱镜2左侧底端的位置，上述第一反射镜63置于上述真空仓1内部右侧下方对应上述分束镜61的位置，上述第二反射镜64置于上述真空仓1内部右侧上方对应上述下角锥棱镜3右侧底端的位置，上述合束镜62置于上述真空仓1内部右侧上方对应上述第一反射镜63和第二反射镜64的位置；上述激光器4设置于上述真空仓1左侧对应上述分束镜61的位置，上述光电探测部件5设置于上述真空仓1右侧对应上述合束镜62的位置，并与上述信号采集及处理器9连接；上述激光器4用于向上述分束镜61发出光束，并由上述分束镜61分成分别竖直射向上述上角锥棱镜2和射向上述第一反射镜63的两束光，上述第一反射光路和合束镜62的两束光，上述上角锥棱镜2接收光束后呈竖直向下反射向上述下角锥棱镜3，上述下角锥棱镜3接收光束后竖直向上反射向上述第二反射镜64，并经上述第二反射镜64反射给上述合束镜62，上述合束镜62用于将合束后的光束射向上述光电探测部件5，上述的激光器4发出的激光，到达分束镜61后分成了两束光，其中一束经过分束镜61反射后依次通过上角锥棱镜2、下角锥棱镜3、第二反射镜64并到达合束镜62，另一束光透过分束镜61并经第一反射镜63反射后到达合束镜62，且两束光在合束镜62上合束后发生干涉。

在进行测量时，分别控制上角锥棱镜2和下角锥棱镜3异步落体运动；激光器4发射的光束到达分束镜61，分束镜61将光束分成水平通过和向上反射垂直的两束光。经分束镜61反射向上垂直反射的光束向上经过上角锥棱镜2后垂直向下入射到下角锥棱镜3，该光束经下角锥棱镜3向上垂直入射到第二反射镜64后水平入射到合束镜62；经分束镜61水平通过的光束经第一反射镜63反射后垂直入射到合束镜62，与第二反射镜64反射后水平入射到合束镜64的光束合束并产生干涉条纹，干涉条纹的波面到达光电检测部件5，经光电检测部件5进行光电检测和转换后，将信号传输到信号采集及处理器9，通过光电检测部件5采集到的上角锥棱镜2和下角锥棱镜3同时落体阶段在任意一个时间点的下落距离差SB-A，利用以下公式计算得出绝对重力差值gA0：

其中，t1为上角锥棱镜2自由落体的初始时间点，t2为下角锥棱镜3自由落体的结束时间点，l为上角锥棱镜2和下角锥棱镜3分别在初始位置时的高度距离差，γ为垂直重力梯度值；

与现有技术相比，本实用新型具有下列优点和积极效果：

(1)仪器结构小型化、集成化。结构简单，装配方便，每次到新的测点进行测量无需重新进行拆卸、安装、调试等流程，可大大减少绝对重力测量过程中的工作量；

(2)采用两个角锥棱镜先后异步自由下落，两个角锥棱镜均处于自由落体状态，与地面震动无关，从根本上解决了现有绝对重力仪受地面震动影响测量精度的技术问题。

(3)光路系统放在了真空仓内，避免了大气环境对光学镜片的污染。

(4)仪器内部零部件的数量大幅减少，可有效降低仪器的故障率，增强仪器的稳定性。

上述光电探测部件5为现有技术，用于接收光电信息，并反馈给信号采集及处理器。

作为一种优选的实施方式，上述上角锥棱镜2和下角锥棱镜3分别安装于对应的落体支架7内部，并通过对应的上述落体支架7滑动安装于上述导轨组11上，上述上角锥棱镜2和下角锥棱镜3可分别相对于对应的上述落体支架7自由落体相对运动，两个上述落体支架7相对靠近的一端分别设有透光区。

该实施方式中，落体支架7的设计利于上角锥棱镜2和下角锥棱镜3的装配，避免其掉落，利于测量结果的准确。

优选的，上述真空仓1包括封闭的仓体12和移动机构，上述仓体12上连接有用于对其内部抽真空的离子泵13，上述移动机构用于分别驱使两个上述落体支架7上下移动，试验时，预先通过移动机构将放置台7连带对应的角锥棱镜移动至自由落体的初始位，自由落体前，通过移动机构快速将放置台7向下移动(放置台7移动速度大于对应的角锥棱镜自由落体的速度)，从而使得对应的角锥棱镜能够良好的自由落体，其设计合理，操作使用方便、简单。

更佳的，上述移动机构设有包括两组一一对应的电机14、传送带、主动轮和被动轮，两组上述电机14分别安装于上述仓体12侧壁下端，其驱动轴均水平伸入上述仓体12内部，上述主动轮同轴装配于对应的一组上述驱动轴伸入仓体12内的一端，上述被动轮可转动的安装于上述仓体12内部的上端对应上述主动轮的位置，两组上述传送带分别环绕过对应的一组上述主动轮和被动轮，两个上述落体支架7分别置于两组上述传送带的一侧，并与对应的上述传送带一侧的带体连接固定，移动机构设计简单，通过两组独立的机构分别带动两个落体支架7移动，实现两个角锥棱镜的异步自由落体，整体操作使用方便，运行比较平稳。

作为一种优选的实施方式，还包括准直器8，上述准直器8设置于上述真空仓1外，并位于上述激光器4与分束镜61之间，用于对上述激光器4发出的光束进行扩束和准直。

该实施方式中，准直器8能够使对激光器4发出的光束进行扩束和和准直，利于后期光束的良好分束。

上述导轨组11一般包括两根竖直且左右间隔分布的导杆，两个落体支架7置于两个导杆之间，并分别通过连接件滑动安装于对应侧的导杆上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

一种偏置式双落体异步下落绝对重力仪专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。