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专利号: 202111197117X
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于栅格落体法的重力加速度测量装置,其特征在于,包括:电控释放模块、栅格状落体和光电门;所述电控释放模块固定于所述光电门的正上方,通电时与所述栅格状落体连接,断电时控制所述栅格状落体从所述光电门的正上方落下。

2.如权利要求1所述的一种基于栅格落体法的重力加速度测量装置,其特征在于,所述栅格状落体为等间距栅格落体,栅格的底端间距为Δx。

3.如权利要求1所述的一种基于栅格落体法的重力加速度测量装置,其特征在于,所述电控释放模块包括电磁铁和继电器,所述继电器与所述电磁铁相连接,所述电磁铁固定于所述光电门的正上方。

4.一种基于栅格落体法的重力加速度测量方法,基于如权利要求1‑3任一项所述的基于栅格落体法的重力加速度测量装置,其特征在于,包括以下步骤:S1、将重力加速度测量装置置于水平面,调整光电门和电控释放模块的位置,使栅格状落体能够在下落时通过所述光电门;

S2、获取栅格的底端间距Δx,获取栅格状落体的质量m,获取栅格状落体的体积V;

S3、测量环境参数,通过环境参数计算得到空气密度ρ;

S4、通过电控释放模块控制栅格状落体下落并通过所述光电门,栅格依次遮光且遮光时刻依次为t1、t2、t3、t4、...、tn,n为栅格数目;

S5、根据栅格的底端间距Δx,栅格状落体的质量m,栅格状落体的体积V以及遮光时刻t1、t2、t3、t4、...、tn,并结合空气密度ρ,通过预设算法计算得到栅格状落体的重力加速度。

5.如权利要求4所述的一种基于栅格落体法的重力加速度测量方法,其特征在于,所述预设算法包括:修正空气阻力和空气浮力的重力加速度算法、未修正空气阻力和空气浮力的重力加速度算法、仅修正空气浮力的重力加速度算法、仅修正空气阻力的重力加速度算法。

6.如权利要求5所述的一种基于栅格落体法的重力加速度测量方法,其特征在于,所述修正空气阻力和空气浮力的重力加速度算法为:其中i=2,3,...,...,n,具体取值上限由栅格的栅格数目n决定,Δx表示栅格底端间距,m表示栅格状落体的质量,V表示栅格状落体的体积,k表示空气阻力系数,ρ表示空气密度、ti表示不同栅格边沿通过光电门的时刻。

7.如权利要求5所述的一种基于栅格落体法的重力加速度测量方法,其特征在于,所述未修正空气阻力和空气浮力的重力加速度算法为:其中i=2,3,...,...,n,具体取值上限由栅格的栅格数目n决定,Δx表示栅格底端间距,ti表示不同栅格边沿通过光电门的时刻。

8.如权利要求5所述的一种基于栅格落体法的重力加速度测量方法,其特征在于,所述仅修正空气浮力的重力加速度算法为:其中i=2,3,...,...,n,具体取值上限由栅格的栅格数目n决定,Δx表示栅格底端间距,m表示栅格状落体的质量,V表示栅格状落体的体积,ρ表示空气密度,ti表示不同栅格边沿通过光电门的时刻。

9.如权利要求5所述的一种基于栅格落体法的重力加速度测量方法,其特征在于,所述仅修正空气阻力的重力加速度算法为:其中i=2,3,...,...,n,具体取值上限由栅格的栅格数目n决定,Δx表示栅格底端间距,m表示栅格状落体的质量,k表示空气阻力系数,ti表示不同栅格边沿通过光电门的时刻。

10.如权利要求3所述的一种基于栅格落体法的重力加速度测量方法,其特征在于,所述环境参数包括:当前环境中温度、湿度、大气压强和二氧化碳浓度,分别通过温湿度传感器、大气压传感器和二氧化碳浓度传感器测得,通过所述环境参数,根据CIPM2007公式计算得到空气密度。