plus
reset
minus
plus
minus
تاریخ انتشارچهارشنبه ۷ فروردين ۱۳۹۸ ساعت ۱۱:۴۰
کد مطلب : ۱۶۴۵

استاندارد شبکه کالیبراسیون ثقل‌

تجهیزات
plusresetminus
۰
تجهیزات
1-1-    استاندارد شبکه کالیبراسیون ثقل‌
 
یکی از تصحیحات مهم در اندازه‌گیری‌های ثقل، تصحیح کالیبراسیون می‌باشد. براي تبديل مقادير ثقل يا اختلاف ‌ثقل اندازه‌گيري شده توسط ثقل‌سنج‌هاي نسبي به واحد ميلي‌گال، لازم است يك خط كاليبراسيون ايجاد شود. ایستگاه‌های خط كاليبراسيون باید به گونه‏‏اي انتخاب گردند، كه امكان كاليبره‌كردن دستگاه‌هاي ثقل‌سنجي با كيفيت خوب و به‌طور اصولي، فراهم شود. شبکه کالیبراسیون به نحوی ایجاد می‌گردد که عمده تغییرات ثقل در سطح کشور را پوشش دهد. شبکه کالیبراسیون ثقل ایران هم‌اکنون تغییرات ثقل تا 1200 میلی‌گال را مورد پوشش قرار می‌دهد. حداکثر تغییرات شتاب‌ثقل سطحی در کشور ایران به 2000 میلی‌گال می‌رسد. همچنين، تعداد و تراكم اين ايستگاه‌ها باید به‌گونه‏‏اي باشد كه امكان مشاهده و محاسبه ضرايب كاليبراسيون (خطي و غيرخطي) به‌خوبي فراهم شود.
ساختمان ایستگاه‌های کالیبراسیون از نوع ساختمان شبکه درجه صفر بوده و این ايستگاه‌ها مانند ایستگاه‌های شبکه درجه صفر  با دقت 1 تا 3 میکروگال اندازه گیری می‌شوند. استاندارد شبکه خط کالیبراسیون بر اساس جدول 1-3 می‌باشد.
 
 
جدول1-3   مشخصات ایستگاه‌های خط كاليبراسيون
دقت شتاب‌ثقل ايستگاه‌ها اختلاف شتاب ‌ثقل بین ایستگاه‌های متوالی اختلاف ثقل قابل پوشش
1 - 3 میکروگال 100-150 میلی‌گال 1200 میلی‌گال
 
 

2-2- دستورالعمل اندازه‌گیری شتاب‌ثقل
 
               2-2-1-     اندازه‌گیری شتاب‌ثقل شبکه درجه صفر
 
                      2-2-1-1-   میزان شتاب ثقل ایستگاه‌های شبکه درجه صفر به روش سقوط آزاد و با استفاده از دستگاه ثقل‌سنج مطلق FG5 اندازه‌گیری می‌شوند. دستگاه FG5 ، نسل جدید ثقل‌سنج‌های بالستیک می‌باشد که اندازه‌گیری شتاب‌ثقل را با دقت 1 تا 2 میکروگال در حالت ساکن امکان پذیر می‌نماید. نحوه کار این دستگاه بر اساس اندازه‌گیری فاصله روی جسم (منشور) در حال سقوط آزاد (از ارتفاع 20 سانتی‌متر) به‌طور پیوسته و مکرر در محفظه خلا (با فشار کمتر از 0/0004 پاسکال) با استفاده از لیزر دقیق به همراه ثبت دقیق زمان می‌باشد.
                      2-2-1-2-   وجود لرزه‌های خفیف ناشی از نویزهای با منشا انسانی موجب خطا در اندازه‌گیری لیزری منشور می‌شود. دوره تناوب این نویزها از 0/01 تا 100 ثانیه تغییر می‌نماید. استفاده از یک فنر ویژه  با دوره تناوب بالا (60 ثانیه) در ثقل‌سنج FG5 ، موجب کاهش قابل ملاحظه‌ای در این نوع نویزها می‌گردد. وجود لرزه‌های شدید مانند زمین لرزه‌ها موجب خطاهای بزرگ‌تر گردیده و مشاهدات مربوط به آن باید حذف گردند.
                      2-2-1-3-   قائم بودن پرتو لیزر بسیار مهم می‌باشد که در FG5 این مورد با استفاده از سطح افقی الکل با دقت 12 میکرو رادیان (اثری معادل 0/07 میکروگال) انجام می‌شود.
                      2-2-1-4-   دوران منشور حین سقوط آزاد باید کمتر از 0/03 رادیان بر ثانیه باشد. در FG5 این منشور به‌گونه‌ای ساخته شده است که مرکز جرم آن و مرکز اپتیکی آن با دقت 0/000025 متر بر هم منطبق بوده و نرخ دوران منشور در حد 10 میلی ‌رادیان بر ثانیه ‌باشد.
                      2-2-1-5-   ساعت مورد استفاده در FG5 به منظور ایجاد فرکانس استاندارد از نوع اتمی–روبیدیم با ثبات  می‌باشد که کالیبراسیون فرکانس لیزر آن  توسط موسسه بین‌المللی استاندارد اندازه‌گیری‌ها و وزن‌ها (BIPM ) مورد ارزیابی قرار گرفته است. زمان‌سنج‌های به‌کار رفته در دستگاه‌های ثقل‌سنج معمولاً و به‌طور متناوب با استفاده از زمان‌سنج‌های دقیق سزیم و هیدروژن- میزر مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. با این همه، مقایسه بین دستگاه‌های FG5 کاملا ضروری بوده و امروزه این مقایسه بین‌المللی به‌طور متناوب بین این دستگاه‌ها انجام گرفته و رفتار دستگاه‌های مختلف مورد ارزیابی و در صورت لزوم مورد تصحیح قرار می‌گیرد.
                       2-2-1-6-   علاوه بر اندازه‌گیری مطلق شتاب‌ثقل، مقدار گرادیان شتاب‌ثقل نیز باید به‌طور دقیق و به منظور انتقال شتاب‌ثقل از ارتفاع مرکز اندازه‌گیری دستگاه FG5 تا سطح ایستگاه اندازه‌گیری شود. به‌این منظور از دستگاه‌های ثقل‌سنج نسبی مانند CG5 و CG3 استفاده شده و مقدار شتاب‌ثقل در سه ارتفاع مشخص از سطح ایستگاه، اندازه‌گیری می‌شود. این اندازه‌گیری‌ها سپس برای محاسبه گرادیان شتاب‌ثقل استفاده می‌شوند. مقدار شتاب‌ثقل در سطح ایستگاه سپس با استفاده از گرادیان به دست آمده محاسبه می‌گردد:
(2-1)                                                        
 
که در این رابطه  ، شتاب‌ثقل در ارتفاع مرکز اندازه‌گیری دستگاه FG5 ،   ارتفاع مرکز اندازه‌گیری،   مقدار شتاب‌ثقل در سطح زمین ( ) می‌باشد. دقت این انتقال در حدود یک درصد مقدار تصحیح بوده و به دقت دستگاه ثقل‌سنج نیز بستگی دارد.
                      2-2-1-7-   اندازه‌گیری شتاب‌ثقل مطلق در مدت حداقل 12 ساعت (هر ساعت 100 سقوط آزاد، 600 مشاهده زمان-فاصله برای هر سقوط آزاد، مجموعاً نزدیک به 720،000 میلیون مشاهده زمان-فاصله) انجام گرفته و مقدار نهایی شتاب‌ثقل پس از تحلیل این مشاهدات توسط نرم‌افزار مناسب به‌دست می‌آید.
                      2-2-1-8-   اندازه‌گیری ثقل پس از نصب کامل و دقیق دستگاه بر روی ایستگاه انجام می‌پذیرد. پس از نصب دستگاه، با استفاده از پمپ تخلیه هوا، محفظه سقوط آزاد از هوا تخلیه شده تا نیروی اصطکاک در هنگام سقوط آزاد وجود نداشته باشد. ایجاد خلا در این محفظه ضروری بوده و باید در حین اندازه‌گیری نیز کنترل شده و در صورت لزوم تکرار گردد.
                      2-2-1-9-   پیش از اندازه‌گیری، یک ساعت وقفه به منظور گرم کردن دستگاه لازم است.
                    2-2-1-10- طول اندازه‌گیری باید طوری باشد که حداقل یک دوره تناوب نیم روزانه جزرومدی را دربرگیرد. تحقیقات نشان می‌دهد که با اندازه‌گیری و متوسط‌گیری از مشاهدات 3000 بار سقوط آزاد می‌توان به دقت 1 تا 2 میکروگال دست یافت.
                    2-2-1-11- اندازه‌گیری فاصله جسم در حالت سقوط آزاد توسط لیزر و با روش تداخل‌سنجی و اندازه‌گیری فرینج‌های حاصله با دقت بسیار بالا انجام می‌شود.
                    2-2-1-12- دستگاه مولد لیزر از بخش‌های حساس دستگاه می‌باشد که برای اندازه‌گیری فاصله حین سقوط آزاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه بسیار حساس بوده و باید با احتیاط حمل شده و از وارد آمدن هرگونه ضربه یا شوک به جعبه حاوی آن اجتناب شود.

  2-4-1-1-   برای نام‌گذاری ایستگاه‌های ثقل درجه صفر و خط کالیبراسیون از نام‌های مندرج و یا کدهای متناظر (برای ثقل‌سنج‌های بدون قابلیت درج حروف) در جدول2-1 استفاده شود.
 
جدول2-1 نحوه نام‌گذاری ایستگاه‌های ثقل درجه صفر و خط کالیبراسیون
Code Station name Station
1001 NGCLI01 TochalSummit
1002 NGCLI02 Tochal 7
1003 NGCLI03 Tochal 5
1004 NGCLI04 Tochal 2
1005 NGCLI05 Tochal 1
1007 NGCLI07 Kandovan
1008 NGCLI08 Chalous
1009 NGCLI09 Lahijan
1010 NGCLI10 Astara
1011 NGCLI11 Lowshan
1012 NGCLI12 Ganje
1013 NGCLI13 Bavanat
1014 NGCLI14 Kashan
1015 NGCLI15 Amin
9001 G0YAZD01 Yazd
9002 G0THRN02 Tehran
9003 G0TBRZ03 Tabriz
9004 G0KRSH04 Kermanshah
9005 G0SFHN05 Esfahan
9006 G0CHVZ06 Ahvaz
9007 G0SHRZ07 Shiraz
9008 G0LAAR08 Laar
9010 G0KRMN10 Kerman
9012 G0BJND12 Birjand
9013 G0MSHD13 Mashhad
9014 G0KLLE14 Kalaleh
9015 G0TBAS15 Tabas
9012 G0BJND12 Birjand
9013 G0MSHD13 Mashhad
9018 G0ABAS018 BandarAbbas
9019 G0CHBR19 Chabahar
9021 G0ZAHD21 Zahedan
9022 G0BSHR22 Boshehr
9023 ABALI Abali
9024 CHESHMESHOUR Cheshmeshoor
 

2-5- دستورالعمل نحوه کالیبراسیون دستگاه‌های ثقل‌سنج

2-5-1-    دستگاه‌های ثقل‌سنج به منظور کنترل صحت اندازه‌گیری‌ها باید حداقل سالی یک‌بار بر روی ایستگاه‌های ثقل خط کالیبراسیون، کالیبره شوند.
2-5-2-    یک خط کالیبراسیون ثقل شامل یک‌سری ایستگاه‌ با مقادیر ثقل معلوم با دقت و کیفیت مناسب و مطمئن می‌باشد، به گونه‌ای که کل دامنه ثقل موجود در یک کشور را پوشش دهد. با اندازه‌گیری اختلاف‌ثقل دو ایستگاه متوالی خط کالیبراسیون و مقایسه آن با مقادیر معلوم ثقل، به سهولت می‌توان با استفاده از روابط موجود در بند 2-6-2-3 برای هر محدوده ثقلی یک ضریب کالیبراسیون برای دستگاه ثقل‌سنج موردنظر به‌دست آورد.
2-5-3-    ایستگاه‌های خط کاليبراسيون ثقل که در حال حاضر تقریباً بیشترین اختلاف‌ثقل موجود در ایران را پوشش می‌‌دهند، شامل ایستگاه‌های 1، 2، 5 و 7 توچال و ایستگاه‌های تهران، لوشان، گنجه، لاهیجان و آستارا با اختلاف ثقل 1600 میلی‌گال می‌باشد. بنابراین باید هشت خط کالیبراسیون مطابق جدول2-3 مورد اندازه‌گیری قرار گیرند.


جدول2-3 خطوط خط کالیبراسیون قابل اندازه‌گیری
از ایستگاه    به ایستگاه
توچال 7  (NGCLI02)    توچال 5  (NGCLI03)
توچال5  ( NGCLI03)    توچال 2  (NGCLI04)
توچال 2  (NGCLI04)    توچال 1  (NGCLI05)
توچال 1 (NGCLI05)    تهران (G0THRN02 )
تهران  G0THRN02))    لوشان  NGCLI11) )
لوشان  NGCLI11))    گنجه  (NGCLI12 )
گنجه  (NGCLI12 )    لاهیجان  (NGCLI09 )
لاهیجان (NGCLI09 )    آستارا  (NGCLI10 )

2-5-4-    شرایط الزامی اندازه‌گیری ثقل با استفاده از ثقل‌سنج‌های نسبی مربوط به بند 2-2-2-1 درنظر گرفته شود.
2-5-5-    خطوط مشاهداتی شبکه باید به‌صورت خط (رفت و برگشت) و مستقل از هم قرائت شوند.
2-5-6-    اگر بیش از یک خط در یک روز قرائت می‌شود، مشاهدات به همدیگر وابستگی زمانی نداشته باشد. یعنی حداقل یک ساعت فاصله بین دو قرائت وجود داشته باشد.
2-5-7-    به منظور خطی درنظرگرفتن دریفت روزانه، مدت زمان رفت و برگشت کمتر از 12 ساعت باشد.
2-5-8-    میزان دریفت مشاهدات ثقل در هنگام اندازه‌گیری خط کالیبراسیون باید کمتر از 2 میکروگال در ساعت باشد.
 
شکل2-28 توزیع ایستگاه‌های خط ملی کالیبراسیون ثقل ایران

2-5-9-    بعد از استقرار و تراز ثقل‌سنج، حداقل 30 دقيقه آن را خاموش کرده تا به ثبات برسد. سپس به اندازه 30 دقيقه به‌صورت ثبت خودکار قرائت‌هاي 1 دقيقه‌اي انجام شود.
2-5-10-    به منظور بررسی ثبات دستگاه می‌توان موارد بند 2-2-2-2-5 را دنبال نمود.
برای دانلود متن فوق  اینجا کلیک کنید...

http://www.ncc.org.ir/images/docs/files/000001/nf00001645-1.pdf
یا


bakhsh_Calibration1.pdf