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光纤陀螺测斜仪的原理是什么?国内发展现状如何?
- 2020-01-03-

      上世纪70年代,当时的地质矿“产部指示上海地质仪器厂“从匈牙利和捷克分别引进了陀螺测斜仪技术,这是我国最早引进并生产的陀螺测斜仪。当时引进的是国际上较好水平的陀螺测斜仪技术,同时也是我国唯一能引进这类技术的渠道,西方其它国家不对我们输出这类技术。上海地质仪器厂 和改制后的上海地学仪器研究所从1976年到2006年共生产了近千台(套)这类陀螺测斜仪


       这类陀螺测斜仪测量方位的原理是利用高速旋转的陀螺转子所具有的定轴特性和进动特性相对测量钻孔的方位角。高速旋转的陀螺转子在下井测量之前,在地面对准一个参考方向启动,仪器下井后钻孔的方位变化引起了仪器轴向和陀螺转轴间的夹角变化,记录这个夹角的大小并进行校正就可以指示出钻孔的方位大小。由于这类陀螺测斜仪结构复杂,加工和调试非常困难,全国只有一-两家厂商能够生产。在使用性能方面,这类陀螺测斜仪采用的陀螺元件使用过程中- -直是在高速旋转状态下,使得其机械寿命短(只有200小时)陀螺漂移大、抗震差,仪器在运输时必须锁紧各灵敏系统,所以这类陀螺测斜仪使用和维护都很困难。


      2000年以后随着微电子技术的发展,市场出现了一种硅微机械陀螺元件(电子陀螺) ,这种元件没有机械活动部件,体积小,有数字接口,应用简单。过去不能生产陀螺测斜仪的众多厂家纷纷采用这类元件作为方位测量,研制陀螺测斜仪。殊不知这种元件仅仅是一种中低精度的角速度传感器,不能全范围记录测斜仪器在钻孔里上提和下放时所发生的自转和公转角速度变化,目前还不能实际应用在测斜仪中。


      2003年前后,上海地学仪器研究所开始采用光纤陀螺元件试制新一代陀螺测斜仪。经过几年研究和国内外关键技术的配套协作,在2006年试制成功具有领先水平的光纤陀螺测斜仪。新一代的光纤陀螺测斜仪采用光陀螺元件作方位测量,重力加速度元件作井斜测量。该仪器采用了没有活动部件的全固态设计方式,可靠性和可操作性大大提高。高新技术的采用还使得仪器测量精度大幅度提高。

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