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更新時(shí)間:2024-05-08 16:43:41瀏覽次數(shù):402評(píng)價(jià)
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應(yīng)用領(lǐng)域 | 綜合 |
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由于量子技術(shù)的進(jìn)步,iXblue能夠提供一種統(tǒng)包可移動(dòng)的量子傳感器,用于測(cè)量10-8 m/s2的重力。絕對(duì)量子重力儀(AQG)測(cè)量真空中自由落體試驗(yàn)質(zhì)量的加速度:精確監(jiān)測(cè)激光冷卻原子系綜的彈道自由落體,然后推斷重力加速度。這項(xiàng)技術(shù)是BIPM(國際測(cè)量局)宣布的彈道自由落體方法之一,是測(cè)量重力的主要方法。
使用量子技術(shù)和激光冷卻原子的自由落體絕對(duì)重力儀
它是目前唯、一一種能夠在幾秒鐘到幾年內(nèi)進(jìn)行連續(xù)絕對(duì)測(cè)量的商業(yè)工業(yè)級(jí)重力計(jì)。由于易于運(yùn)輸,它可以部署在地球上的任何地方,包括室內(nèi)和室外。這使得AQG非常適用于地球物理儲(chǔ)層監(jiān)測(cè)、大地測(cè)量、計(jì)量和土木工程地下成像的廣泛應(yīng)用。
用于高精度重力測(cè)量
絕對(duì)量子重力儀(AQG)是第一臺(tái)基于量子技術(shù)的商用重力儀,利用激光冷卻原子的原子干涉測(cè)量原理。這一解決方案是我們的學(xué)術(shù)合作伙伴(LP2N和LNE-SYRTE)進(jìn)行了超過15年研究的結(jié)果,它為高精度重力測(cè)量提供了非常有吸引力的功能:
l 在靈敏度、穩(wěn)定性和重復(fù)性方面,在10-8 m/s2(1μGal)水平下的絕對(duì)重力測(cè)量
l 從幾秒鐘到幾年的連續(xù)數(shù)據(jù)采集
l 可移動(dòng)設(shè)備,允許使用同一儀器進(jìn)行測(cè)量、參考站網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)測(cè)量或固定測(cè)量
AQG有兩個(gè)版本:室內(nèi)使用的AQG-A和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的AQG-B。
一種統(tǒng)包、可運(yùn)輸且易于操作的量子傳感器
在埃特納火山進(jìn)行為期一年的野外活動(dòng),以證明絕對(duì)量子重力儀對(duì)火山學(xué)的價(jià)值
安裝時(shí)間:20分鐘(測(cè)量前無需光學(xué)對(duì)準(zhǔn)、無需機(jī)械組裝、無需泵送)
維護(hù):維護(hù)工作量低(無移動(dòng)部件,無需更換墊圈或皮帶)
對(duì)地面振動(dòng)的魯棒性:即使在城市環(huán)境中也具有亞μGal分辨率(沒有任何基于彈簧的機(jī)械隔離裝置)
自主性:在沒有任何電源的情況下運(yùn)輸和儲(chǔ)存數(shù)周不會(huì)影響測(cè)量能力,也不需要額外的泵送(密封滴液室)
軟件:專用且用戶友好的數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制器軟件
自動(dòng)啟動(dòng)程序
自動(dòng)自校準(zhǔn)程序
遠(yuǎn)程監(jiān)控和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)檢索
數(shù)據(jù)處理:重力數(shù)據(jù)經(jīng)過實(shí)時(shí)處理,并根據(jù)當(dāng)?shù)爻毕?、大氣壓力、傾斜變化、海洋載荷和極地運(yùn)動(dòng)進(jìn)行校正
輔助傳感器:AQG的傳感器頭包含一個(gè)經(jīng)典的3D加速計(jì)、壓力表、傾斜儀和溫度傳感器。
提供高質(zhì)量的重力數(shù)據(jù)
AQG是一種靈活的重力傳感器,能夠執(zhí)行:在短積分時(shí)間內(nèi)達(dá)到幾µGal分辨率的測(cè)量(圖1),在1µGal下的參考站和延時(shí)測(cè)量(圖2),以及具有超高靈敏度的無漂移長期連續(xù)重力監(jiān)測(cè)(圖3)。
10-8 m.s-2=1µGal
V.Ménoret等人的數(shù)據(jù),《使用可移動(dòng)絕對(duì)量子重力儀測(cè)量10?9 g以下的重力》,《自然科學(xué)報(bào)告》,8:12300(2018)
這些g值是根據(jù)當(dāng)?shù)爻毕⒋髿鈮毫?、傾斜偏差和海洋載荷進(jìn)行校正的。在圖2中,誤差條對(duì)應(yīng)于在一小時(shí)積分時(shí)間計(jì)算的整個(gè)數(shù)據(jù)集的Allan Deviation值,這對(duì)應(yīng)于該測(cè)量的統(tǒng)計(jì)不確定性。
這個(gè)不間斷的時(shí)間序列已經(jīng)持續(xù)了一個(gè)月,顯示了當(dāng)?shù)氐某毕?。?dāng)數(shù)據(jù)在長時(shí)間內(nèi)平均時(shí),AQG提供了無漂移的亞μGal穩(wěn)定性。
簡單緊湊的量子重力儀
AQG的設(shè)計(jì)依賴于一種獲得專、利的光學(xué)機(jī)械結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)使用了一個(gè)棱錐型回復(fù)反射器。這種配置允許使用單個(gè)激光束執(zhí)行測(cè)量序列,而不是通常最多八個(gè),從而大大簡化了儀器。
高可靠性光纖光學(xué)元件
iXblue開發(fā)的激光系統(tǒng)依賴于在1560 nm下工作的激光器的使用。因此,這種方法可以使用各種各樣的高性能光纖光學(xué)組件,這些組件最初是為高比特率光通信系統(tǒng)開發(fā)的。由于電信行業(yè)在過去20年中進(jìn)行的技術(shù)努力,這些組件呈現(xiàn)出較好的特點(diǎn):
l 纖維部件:無需光學(xué)對(duì)準(zhǔn)
l 較好的光學(xué)和電學(xué)性能
l 符合Telcordia鑒定程序(擴(kuò)展溫度范圍)
l 高可靠性(壽命>50000小時(shí))。
對(duì)地面振動(dòng)的高抗擾度
AQG采用無需任何機(jī)械隔離裝置或超級(jí)彈簧的主動(dòng)補(bǔ)償技術(shù),有效抑制地面振動(dòng)噪聲。
現(xiàn)場(chǎng)AQG規(guī)范
性能規(guī)范 | |
靈敏度(在安靜的場(chǎng)地) | 50µGal/√t 1.5分鐘內(nèi)5µGal 10分鐘內(nèi)2µGal 40分鐘內(nèi)1µGal |
長期穩(wěn)定性 | < 2 µGal |
可重復(fù)性 | < 5 µGal |
公布的準(zhǔn)確性 | ≤10µGal (在計(jì)量評(píng)估中) |
循環(huán)頻率 | > 1 Hz |
物理包 | |
質(zhì)量和尺寸 |
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箱子數(shù)量 | 4 |
每個(gè)盒子的最大質(zhì)量 | 40 kg |
總質(zhì)量 | < 140 kg |
傳感器頭的尺寸 | 直徑:40厘米 高度:100厘米(包括三腳架) |
控制單元的尺寸 | 2個(gè)模塊,每個(gè)模塊: 高=41厘米x寬=59厘米x長=105厘米 |
操作 | |
預(yù)熱時(shí)間(典型) | 2h |
連接的數(shù)量 | 10 |
安裝時(shí)間 | <20分鐘 |
接口 | |
傳感器頭和激光系統(tǒng)之間的電纜長度 | 15 m |
系統(tǒng)接口與控制 | |
控制系統(tǒng) | 車載計(jì)算機(jī) |
用戶界面 | 專用軟件 |
操作計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng) | Linux |
遠(yuǎn)程監(jiān)控? | 是 |
連接器 協(xié)議 地方 | 以太網(wǎng) IP 計(jì)算機(jī) |
數(shù)據(jù)格式 | .csv |
環(huán)境和物理規(guī)范 | |
工作溫度 | [0 ; 40] °C |
儲(chǔ)存溫度 | [5 ; 30] °C |
濕度 | 0 – 100 % |
電源要求(交流和直流) | |
工作功耗 | < 500 W |
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)