 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( ноябрь 2010 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Наклономера является чувствительным Инклинометром предназначен для измерения очень маленьких изменений от вертикального уровня, либо на земле или в структурах. [1] Наклономеры широко используются для мониторинга вулканов , реакции плотин на заполнение, небольших перемещений потенциальных оползней , ориентации и объема гидроразрывов , а также реакции конструкций на различные воздействия, такие как нагрузки и осадки фундамента. Наклономеры могут быть чисто механическими или содержать вибропроволочные или электролитические датчики для электронных измерений. Чувствительный прибор может обнаруживать изменения всего за одну угловую секунду .
Наклономеры имеют долгую историю, отчасти параллельную истории сейсмометров . Самым первым наклономером был длинный стационарный маятник . Они использовались в самых первых крупных бетонных плотинах и используются до сих пор, дополненные новыми технологиями, такими как лазерные отражатели. Хотя они использовались для других целей, таких как мониторинг вулканов, у них есть явные недостатки, такие как огромная длина и чувствительность к воздушным потокам. Даже в плотинах их постепенно заменяют современные электронные наклономеры.
Затем для мониторинга движения вулканов и земли использовался водотрубный наклономер с длинной базой. [2] В 1919 году известный физик Альберт А. Михельсон отметил, что наиболее благоприятным способом получения высокой чувствительности и устойчивости к температурным возмущениям является использование эквипотенциальной поверхности, определяемой водой в заглубленной водопроводной трубе, наполовину заполненной водой. [3]Это было простое устройство из двух горшков с водой, соединенных длинной трубкой, наполненной водой. Любое изменение наклона будет регистрироваться разницей в отметке заполнения одного банка по сравнению с другим. Хотя они широко используются во всем мире для исследований в области наук о Земле, они оказались довольно сложными в эксплуатации. Например, из-за их высокой чувствительности к перепадам температур их всегда нужно читать посреди ночи.
В современном электронном наклономере, который постепенно заменяет все другие виды наклономеров, используется простой принцип пузырькового уровня , который используется на обычном уровне плотника. [4] Как показано на рисунке, расположение электродов определяет точное положение пузырька в растворе электролита с высокой степенью точности. Любые небольшие изменения уровня регистрируются с помощью стандартного регистратора данных. Такая конструкция нечувствительна к температуре и может быть полностью компенсирована с помощью встроенной термоэлектроники. [5]
В более новой технологии используются микроэлектромеханические системы.Датчик (MEMS) позволяет удобно выполнять задачи измерения угла наклона как в одноосном, так и в двухосевом режиме. Сверхточный 2-осевой цифровой инклинометр / накломер с приводом от МЭМС доступен для быстрого измерения углов, а профилирование поверхности требует очень высокого разрешения и точности в одну угловую секунду. 2-осевые инклинометры / наклономеры с МЭМС-управлением могут иметь цифровую компенсацию и точную калибровку на нелинейность и изменение рабочей температуры, что приводит к более высокой угловой точности и стабильности в более широком диапазоне угловых измерений и более широком диапазоне рабочих температур. Кроме того, цифровое отображение показаний может эффективно предотвратить ошибку параллакса, как при просмотре этих традиционных «пузырьковых» пузырьков, расположенных на расстоянии.
Наиболее заметное применение наклономеров - это прогнозирование извержений вулканов. [6] Как показано на этом рисунке из USGS, главный вулкан на Гавайях ( Килауэа ) имел обыкновение заполнять главный зал магмой, а затем выпускать ее в боковой канал. На графике показано это повторяющееся действие с моделью набухания основной камеры (зарегистрированной наклономером), опорожнения этой камеры, а затем извержения прилегающего вентиляционного отверстия. Каждое число на пике наклона на графике - зарегистрированное извержение.
Галерея [ править ]
График, показывающий цикл инфляции вулкана Килауэа
См. Также [ править ]
- Система безопасности плотины
- Дифференциальный GPS
- Геомеханика
- Инклинометр
- Методы дистанционного зондирования
- Механика горных пород
- Испытание на наклон (геотехническая инженерия)
Ссылки [ править ]
- ^ Джон Данниклифф Геотехнические приборы для мониторинга полевых характеристик Wiley-IEEE, 1993 ISBN 0-471-00546-0 , стр. 216–219
- ^ «Как мы следим за вулканами» . Volcanoes.usgs.gov. 2008-08-13 . Проверено 30 мая 2014 .
- ^ "Что такое наклономер?" . www.wisegeek.com. 2014-05-30 . Проверено 30 мая 2014 .
- ^ [1] Архивировано 25 августа 2006 г., в Wayback Machine.
- ^ [2]
- ^ «Как мы следим за вулканами» . Volcanoes.usgs.gov. 2008-08-13 . Проверено 5 февраля 2014 .