专利摘要

本实用新型涉及一种同轴双落体异步下落式绝对重力仪，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设置，并同轴分布，二者底端朝下，上角锥棱镜直径大于下角锥棱镜直径，二者滑动装于导轨组上；光路系统包括分束镜、合束镜、第一反射镜和第二反射镜，分束镜和合束镜分别置于上角锥棱镜左右两侧底端下方，分别位于下角锥棱镜左右两侧下方，第一反射镜和第二反射镜左右间隔设于分束镜和合束镜之间；激光器设于真空仓左侧，光电探测部件设于真空仓右侧，并与信号采集及处理器连接。优点：不需要复杂的隔震系统，能够得到高精度的绝对重力值，同时一体化的设计，使仪器的体积减小，利于流动观测。

权利要求

1.一种同轴双落体异步下落式绝对重力仪，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，并同轴分布，二者的底端均朝下，所述上角锥棱镜(2)的直径大于所述下角锥棱镜(3)的直径，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)和合束镜(62)分别置于所述上角锥棱镜(2)左右两侧底端的下方，并分别位于所述下角锥棱镜(3)的左右两侧下方，所述第一反射镜(63)和第二反射镜(64)左右间隔的设置于所述分束镜(61)和合束镜(62)之间，并位于所述下角锥棱镜(3)的底端下方；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，所述激光器(4)发出的光到达分束镜(61)后分成了两束光，其中的一束经分束镜(61)反射后经过上角锥棱镜(2)到达合束镜(62)，另一束经分束镜(61)后依次通过第一反射镜(63)、下角锥棱镜(3)、第二反射镜(64)后到达合束镜(62)，两束光在合束镜(62)上合束产生干涉。

2.根据权利要求1所述的一种同轴双落体异步下落式绝对重力仪，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)的底端均透光。

3.根据权利要求2所述的一种同轴双落体异步下落式绝对重力仪，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所述的一种同轴双落体异步下落式绝对重力仪，其特征在于：所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任一项所述的一种同轴双落体异步下落式绝对重力仪，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，特别涉及一种同轴双落体异步下落式绝对重力仪。

背景技术

传统的绝对重力仪均采用自由落体加光学干涉的方式来测量重力加速度g，测试光路中包含有测试棱镜和参考棱镜，在测量过程中，测试棱镜作自由落体运动，不受震动影响；但参考棱镜会受到震动影响引起测试光程的变化，对测量带来干扰。因此，必须对参考棱镜采取相应的稳定措施，以抑制震动干扰。影响参考棱镜的震动源主要包括地脉动及人为活动等，人为活动由于频率较高易于隔离，但地脉动成分非常丰富，主要表现为频带宽，振幅范围大等，当前的隔震技术很难将其完全隔离，因此无法保证参考棱镜处于绝对静止的状态，及无法完全消除测试过程中震动带来的干扰。

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同轴双落体异步下落式绝对重力仪，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：

一种同轴双落体异步下落式绝对重力仪，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，并同轴分布，二者的底端均朝下，上述上角锥棱镜的直径大于上述下角锥棱镜的直径，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，上述分束镜和合束镜分别置于上述上角锥棱镜左右两侧底端的下方，并分别位于上述下角锥棱镜的左右两侧下方，上述第一反射镜和第二反射镜左右间隔的设置于上述分束镜和合束镜之间，并位于上述下角锥棱镜的底端下方；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，上述激光器发出的光到达分束镜后分成了两束光，其中的一束经分束镜反射后经过上角锥棱镜到达合束镜，另一束经分束镜后依次通过第一反射镜、下角锥棱镜、第二反射镜后到达合束镜，两束光在合束镜上合束产生干涉。

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，两个上述落体支架的底端均透光。

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，体积小，利于流动观测，测量过程不受地面振动的影响。

附图说明

图1为本实用新型的同轴双落体异步下落式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，本实施例的同轴双落体异步下落式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，并同轴分布，二者的底端均朝下，上述上角锥棱镜2的直径大于上述下角锥棱镜3的直径，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和合束镜62分别置于上述上角锥棱镜2左右两侧底端的下方，并分别位于上述下角锥棱镜3的左右两侧下方，上述第一反射镜63和第二反射镜64左右间隔的设置于上述分束镜61和合束镜62之间，并位于上述下角锥棱镜3的底端下方；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发出的光到达分束镜61后分成了两束光，其中的一束经分束镜61反射后经过上角锥棱镜2到达合束镜62，另一束经分束镜61后依次通过第一反射镜63、下角锥棱镜3、第二反射镜64后到达合束镜62，两束光在合束镜62上合束产生干涉，构成了迈克尔逊干涉仪，可测量出上角锥棱镜2、下角锥棱镜3自由下落时的位移差。

在进行测量时，分别控制上角锥棱镜2和下角锥棱镜3异步下落；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反射向上垂直的光束向上经过上角锥棱镜2左侧底端后垂直向下入射到合束镜62；经分束镜61水平通过的光束经第一反射镜63反射后垂直向上入射到下角锥棱镜3，经下角锥棱镜3垂直向下到达第二反射镜64，再经第二反射镜64反射后水平入射到合束镜64，两束光束在合束镜62处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为两个角锥棱镜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)仪器结构简单，装配方便，去掉了传统绝对重力仪中结构最复杂的超低频隔振装置；

(2)仪器中所有的光学件均安装在底板上，安装调试方便，稳定性好，抗干扰能力强。

(3)系统设计合理，结构对称性强，便于后期的维护管理。

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的底端均透光。

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。

进一步地，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。

更佳地，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。

一种同轴双落体异步下落式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》。