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航空重力仪

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ZLS动态重力仪和UltraSys™控制系统
          精度更高和数据更为可靠
          不再需要人为的进行周期性的调整。
          除去固有的在传统光线类型重力仪中的跨联结误差。
          误差比传统的光线类型重力仪小3-5倍。
          液体阻尼实际上消除了潮湿空气对传感器的震动干扰。
          排除光线重力仪中普遍存在的“倾斜读数误差”。
          系统使用的是原来的ZLS GyroPack系统。GyroPack是可以很好的被应用,因此成本被有效节约,新采用的精密的Litton Gyro陀螺仪超过了原有的FOG陀螺仪。
          系统使用工业级的ZLS UltraSys控制系统。ZLS已经升级了大约75%使用UltraSys控制系统的S型重力仪。
简介
      在将近3年的研究和发展之后,ZLS的重力仪已经进入了航空和航海领域应用。ZLS重力仪是最新的排除了传统光线类型重力仪中固有的跨联结误差和需要操作者时常进行周期性调整以及解决了震动灵敏性问题的重力设备。

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ZLS动态重力仪的特点
1.         新传感器可以消除交叉干扰的误差。
2.          不再需要湿度调节器。
3.          液体阻尼实际上消除了潮湿空气对传感器的震动干扰。
4.          误差比光线传感器小3到5倍。与传统的光线型传感器不同,消除了由于时间带来的误差和需要对轨迹变化所进行的正规校正。
5.          新型的设计可以消除“倾斜读数误差”。
UltraSys™ 控制系统
      UltraSysTM 是完全数字化的。
      传感器数据经过数字化处理后输出。 ZLS系统将信号数字化可达200次/秒 。所有的处理过程,包括过滤数据都是数字化进行的。所有运算法则以及平台和重力传感器都由一台嵌入计算机数字化地执行。消除模式电路,提高可靠性并简化服务。
成熟的系统
      Herbert D. Valliant,ZLS 公司的共同创立者,开发了ZLS重力仪原型 (地球物理,50,840-845,1985 年)
UltraSys™的功能
      UltraSys™运用一个嵌入处理器执行所有平台和传感器控制功能。电源模块可以被放置在离支架3 米之内的任何地方。还有通过电缆连接到控制器的主机组成了这个系统。
      嵌入处理器通过一个连续端口连接到主机。使用ZLS供应的软件,主机按高精度或者标准海洋操作处理数据并且对最终地数据进行存档。
      从加速器,陀螺仪和重力传感器得来的原始数据被以每秒钟200 次的速度数字化并由嵌入计算机处理。控制发动机和陀螺仪的模拟信号的输出一个由16 位数字/模拟交换器提供,它的更新速度也是200赫兹。过滤后的数据以每秒一次的速度传达给主机。
      所有的数据都存放在主机硬盘上, 而且主机同时还可以指挥显示器上的数据通过端口以各种各样的格式打印出来。数字地图或图解格式的地图都有可能被打印。在高分辨率的海洋和空中模式下,原始数据每秒记录一次,给用户根据具体应用对数据进行筛选。在海洋模式下数据以适当的方式被过滤为海洋数据,并以10 秒钟的间隔被记录。
      另外,外在数据因素也可能影响重力数据。系统容纳四个模拟通道和24 位数字通道。系统是完全自动的,在电源中断并接通后将自动启动。操作象打开开关一样简单。但是,所有系统功都可以通过手工选择菜单来实现。所有按键都可以实现系统的一个功能。UltraSys™将实时监测系统的运行情况并且当系统出现严重故障情况下,会激活外在的报警信号,UltraSys™将自动关闭。


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UltraSys™(系统控制器)的功能:
1.          高级控制系统使用一个内嵌的处理器。
2.          数字式技术替换模式硬件,消除电子漂移并提高了系统的可靠性。
3.          完全自动化系统,在电源中断并接通后,系统将行动启动。
4.          手动控制菜单。
5.          200 Hz的数据采样率,高精数字化传感器,陀螺仪和加速器确保信号的完整性。
6.          200 Hz 的平台更新速度提供高级平台控制。
7.          数据同时向显示器,硬盘,连续端口和打印机输出。
8.          可以选择打印数字化地图或图表类型的地图。
9.          一旦出现严重的故障,系统发出警报,并自动关闭。
10.        按键日志可以查看所有按键的活动。
11.        完整的测试和最后的调整可以使用ZLS 测试工具。
12.        独立的精密陀螺仪电源和噪音放大器。

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ZLS GyroPack™  
      ZLS GyroPack™ 是传统Honeywell GG49(在L&R 动态重力仪上使用)的有效替代品。GyroPack™包括一个双轴干燥已调谐好的陀螺仪和伺服台。陀螺仪需要有MTBF (正常工作时间) 在70° C下,时间需要超过70,000 个小时(大约8 年)。不同于传统的陀螺仪(GG49)和光纤陀螺仪(FOG)这种陀螺仪使用后并不掉格。
      万一陀螺仪损坏的话, 完善的GyroPack™也可以用海上的一个备用设备来替换。简单地拧下三个螺丝,去掉坏的并安装上新的GyroPack™。不需要其他附加装备。
      在海上更换陀螺仪并不是明智之举,因为这个操作应该在一个稳定的表面来进行。虽然用户可以自己更换陀螺仪,但这项工作最好还是交给ZLS公司来做。
部件
ZLS 动态传感器
ZLS 稳定支架
备用ZLS GyroPack
系统控制模块
供电系统:独立的
主要软件:高分辨率的标准海洋操作数据处理软件
操作手册
2年质保
操作系统的精度
      
海洋重力仪的精度很难指定,因为这和船的种类、海浪的状态以及航海的准确性有很大关系。
      ZLS完善的数字控制系统可以消除固有误差和漂移误差,所以能够提高整个系统的准确性。它可以使平台和传感器的控制参量更加精确地设置。在模拟系统中,可以通过调整电子元件来改变这些参量,但是在数字系统中,在计算机中简单地输入几个数字就可以改变这些参量。
规格
1)传感器
类型:零长度金属弹簧
      硬金属测微螺旋旋钮
量程:标配:全球7,000mGal海测量程
      选配:全球10,000mGal航测量程 
工作温度:  -15 ℃— 50 ℃
掉格:新出厂最多每月3 mGals;在长时间使用以后则少于3 mGals
静态可重复性精度:0.2 mGal
2)稳定台
倾斜: /- 25°
摇摆: /- 25°
测量周期:标配2或者4分钟,选配16分钟
阻尼:临界0.707
3)在海洋上测量的精确性
      精确得用公尺来表示ZLS Dynamic重力仪得精度是困难的,因为它的精度依赖于船的属性,海洋环境和航线的准确性(典型情况下小于1mGal)。
4)控制系统
电源要求: 87 -270 V ,47 - 63 Hz
电源消耗: 操作:1 A*,最大:2.5 A*
测量电压:117 Volts,60 Hz。
分辨率: 0.01 mGal
时钟和电源: 频率: 200Hz
稳定温度: 5 ppm  -20C < T < 70C
短期老化: 1 x 10-9/sec
外部输入
数字化: 24位TTL
模拟: 4 通道 16 位分辨率, 增益1, 2, 4, 8 可选
抽样比率200 Hz
最低主机配置
80386或者与处理器和硬盘相兼容
支持DOS和WINDOWS操作系统
尺寸和重量
尺寸:
支架和传感器:  27 x 22 x 25 (70 x 55 x 64 cm3)
系统控制模块: 19 x 5.5 x 3.5  (48 x 14 x 9 cm3)
电源模块: 21 x 18 x 7 (53 x 46 x 18 cm3)
重量:
支架和传感器: 185磅 /- 5 l磅 (83.9 kg /- 2.3 kg)
系统控制模块: 6 l磅(2.7 kg.)
电源模块: 36 磅 (16 kg)

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