VP型宽频带倾斜仪是记录倾斜固体潮地形变的观测设备[1]，是3种洞体倾斜仪中的一种，相比传统的摆式仪器，VP型宽频带倾斜仪具有响应频带宽、观测精度高、机械电路结构简单、易安装、易维护等特点。因此做为地形变观测的主要设备在地震系统广泛应用。VP型宽频带倾斜仪是近年新研制的垂直摆倾斜仪，在运行过程中不可避免的存在各种故障。本文中针对易出现的故障进行分析，通过分析为仪器维护人员提供了技术帮助，提高仪器效率，保证数据运行的连续率，为产出完整可靠的地震前兆观测数据服务。

1 VP型宽频带倾斜仪工作原理

VP型宽频带倾斜仪是由中国地震局地震研究所在VS型垂直摆倾斜仪的基础之上研发的新型地震前兆观测设备。其机械结构如图1所示 *国地震局地震研究所． VP 型宽频带倾斜仪原理与使用说明书． 。其工作原理是在主体支架上安装一个高精度差分式电容位移传感器，其中1个动片和2个定片构成两个差动变化的电容器.当受固体潮等作用时，因为动片和定片之间的位移发生相对变化，其上感应电压随之改变，通过精确测量电容位移传感器动片上电压的变化完成对地倾斜固体潮信号的拾取，然后通过放大、滤波、整形等信号调理电路，把这种微变信号转换成电压信号，发送给后端的数据采集器采集，以记录固体潮信息。

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图1 VP型宽频带倾斜仪机械结构图Fig.1 Mechanical Structure of VP-type broadband clinometer

2 常见故障诊断及排除

2.1 常见故障诊断流程

基于对VP型宽频带倾斜仪的日常维护管理经验以及该型仪器的组成分析， VP型宽频带倾斜仪常见故障的原因主要可以归纳为3大类：信号调理电路故障、外界干扰故障、仪器调零故障。标定故障主要表现有供电芯片损坏、标定电路模块损坏等。根据传感器输入信号和输出信号对比，前置盒故障各异：前置盒供电模块损坏、前置放大信号无输出、振荡电路工作不正常、同步检波电路工作不正常等。外界干扰故障主要有供电线缆漏电干扰、外界强电干扰等。

  

图2 VP型宽频带倾斜仪常见故障诊断流程图Fig.2 Flow chart of VP-type broadband clinometer common fault diagnosis

根据全国使用VP宽频带倾斜仪台站所出现的问题梳理出一套VP型宽频带倾斜仪常见的故障诊断流程(图2)。为台站维护人员提供一个完整的维修思路，重点在VP宽频带倾斜仪前端传感器部分的故障诊断和排除上。

2.2 常见故障和排除方法

2.2.1 设备供电故障

  

图3 辽宁南城台VP型宽频带倾斜仪供电故障曲线图Fig.3 Power Failure Curves of VP-type broadband clinometer in Nancheng station,Liaoning

然而，由于酶促反应涉及的步骤增加及后处理导致的成本增加，使得酶促反应的工业应用受到一定限制。研究表明，酶促反应中添加表面活性剂，不仅可以提高酶的水解速率，还可以降低酶的负载[7-9]。目前，表面活性剂辅助酶解技术很少涉及食品工业。本文利用酶和表面活性剂辅助提取辣椒中的辣椒碱、辣椒二氢碱、辣椒红色素，通过单因素试验和正交试验优化其提取工艺，考察酶和表面活性剂添加量、酶解温度和酶解时间等对其提取率的影响规律，为辣椒的精加工和综合利用提供一定的科学理论依据。

(3) 检查调零电机是否损坏。调零电机正常时其阻值在30 Ω左右，当电机阻值很大或很小时说明电机里线圈存在断路或短路情况，需要及时更换电机。排除上述故障现象后，仪器调零基本都能恢复正常工作。

旁边公路上正好开过一台卡车，卡车的灯光扫过左小龙的西风摩托，摩托车还在往下滴着机油。左小龙忍不住心头一酸，他觉得他最要好的伙伴快死了，眼泪差点落下，他赶紧把头盔戴了起来，将罩子罩下。泥巴问到：“干嘛呢，大半夜的戴着头盔。”

  

图4 VP型宽频带倾斜仪电路原理图Fig.4 Schematic Diagram of VP-type broadband clinometer Circuit

餐厨废弃油脂（地沟油）来源复杂，在回收利用时通常需要集中混合后再加以精炼处理，决定了其混合油脂的属性。大豆油因其价格优势，占据了大量市场份额，备受餐馆经营者的青睐，是餐饮行业中应用最普遍的食用油。廉价的大豆油可以降低经营成本，带来更高的利润，因此在混合的餐厨废弃油脂中几乎全部含有大豆油的痕迹。本研究旨在探究大豆油中标志物的热稳定性以及大豆异黄酮在食用植物油和餐厨废弃油脂中的分布，探究异黄酮类标志物在餐厨废弃油脂掺伪鉴别中的应用，为地沟油等废弃油脂检测和市场监管提供参考依据。

2.2.5 数据畸变故障

  

图5 静电力标定原理图Fig.5 Electrostatic Calibration Schematic Diagram

VP型宽频带倾斜仪采用静电力标定法，其原理是在动片和定片上加上一个直流电压。在静电力的作用下，动片(即摆)的位置发生了偏移，这个位移量为标定常数。VP型宽频带倾斜仪静电标定原理如图5所示。标定故障的现象表现为启动标定程序后数据无变化。首先检查仪器供电情况，目的是看是否有直流电压加在传感器的动片和定片上。故障检查和解决方法：在启动标定的情况下，打开仪器的前置放大盒，用万用表直流电压挡量取标定接线柱是否有5 V电压或者量取LM336稳压芯片上是否有2.5 V电压输出。如若没有电压输出，仔细检查相应的供电电缆有没有出现断路或腐蚀老化现象，更换新电缆或LM336稳压芯片。

尽管多岩石地带的地形崎岖陡峭，空气寒冷、干燥，但仍有很多哺乳动物在此安家。为了生存，它们必须适应环境。有些动物长着厚厚的皮毛以保暖过冬，有些动物则上上下下地来回迁移，以躲避糟糕的天气。

台站实践运行中多数的故障是由于供电故障导致。因此，在进行故障诊断时首先应当对仪器供电故障进行排查。由于台站观测环境大多比较恶劣，在这样的环境中设备长时间工作，有可能出现故障，所以当仪器不正常工作时，首先要检查各个电路的供电是否正常，主要是洞内摆体供电电源是否正常，其次检查各电源连线是否有断路情况，然后在检查电压芯片输出是否稳定，根据检查结果，找出故障点，做相应处理即可。还有就是需要检查电源线焊接点有无虚焊、受潮的情况，这种故障被称为“软”故障，在故障检查中也最不容易发现。最直接的表象是仪器观测数据虚化、不连续，突跳频繁。图3(a)、(b)所示为辽宁南山城台2016年2月21日和2月25日北南向数据曲线，从曲线中可以看出，数据出现了有规律的、频繁的“毛刺”，而东西分项无此现象。连续几天数据分析，虽然“毛刺”频繁，但固体潮曲线还较为稳定，如图3(c)所示2016年2月21日～2月25日南北向连续数据。此故障的解决就是南北向供电出现问题，电源连接线插头出现松动，造成供电线接触不良。经仪器维修人员重新焊接后恢复正常。图3(d)为2016年3月6日南北向恢复正常后曲线，图中曲线“毛刺”现象消失。

2.2.4 仪器调零故障

VP型宽频带倾斜仪在长期的运行过程中，由于所处的观测环境等外因和仪器自身电子元件、机械结构等内因两方面的综合影响，仪器本身存在“零漂”现象，此时传感器的动片偏离零位较远，导致观测设备不能正常记录。为了减少"零漂"对观测仪器的影响，这时需要人工干预把倾斜仪的传感器调整至观测的初始状态。

时至今日，在全国多地仍有佩戴香囊的习俗。人们用彩色丝线在彩绸上绣制出各种图案纹饰，缝制成形状各异、大小不等的小绣囊，内装多种芳香开窍的中草药、干花或香料，以求驱虫、避邪、安眠、保平安、传达思念等。

VP型宽频带倾斜仪调零过程为计算机远程启动调零程序，当启动调零指令发出后，调零电机转动，并带动与其连接的底板上调零旋钮，使底板升高或降低，使传感器动片恢复到零位附近，数据采集器读取传感器输出的电压值后，停止调零程序，调零完成。

常见的仪器调零故障：当数据采集器发出调零指令后，传感器输出电压值无变化或波动变化，且传感器长时间不能恢复零位，这时就需要检查调零系统。对调零系统的电路原理和机械结构认真分析后，总结出以下造成上述故障的原因：

虽然所有酒店都同意不能简单地以“销售量的增减”来判断社交媒体营销效果的好坏，但对于缺乏评估社交媒体营销效果的可衡量标准都表示了一定程度的不满意。这种不满意在一定程度上反映了酒店缺乏将社交媒体营销平台上的高活跃度转换成实际酒店产品购买的手段。

(1) 调零电机供电电源不正常。由于调零电机采用5 V直流供电，当电机驱动芯片或电源线存在故障或接触不良时都可能导致调零电机不能正常工作。

(2) 检查底板上的调零机械装置是否存在卡死或脱开。当凋零电机转动时，会带动与其连接的调零旋钮同步转动，如果调零旋钮和调零电机的连接机构“卡死”或者脱开，都会导致传感器底板不会升高或降低，达不到调零目的。

2.2.2 信号电路故障

VP型宽频带倾斜仪实际运用中还有一些故障是前端电路故障，比较常见的有振荡芯片损坏不能正常工作；整形电路、同步检波电路、低通滤波电路异常；前置放大、主放大电路芯片损坏等。VP型宽频带倾斜仪信号处理电路原理如图4所示。图4中U1和U3为电容测微器上2个定片上的振荡方波信号[2]，大小相等，方向相反。当动片偏移零位一个很小的位移ΔL时，动片上电压U2也随之改变，故由传感器输出的电压U2，就可以求出动片与零位的距离，即可根据输出的电压变化量，求出动片位移的变化量。U2经前放、主放、滤波等电路后，变成模拟信号UL输出给采集器采集。故障解决方法：(1) 当振荡电路芯片损坏后，振荡电路无法给电容测微器提供正常的参考信号，直接表现为断电重启后，数据输出0 V，同步检波信号为一条直线，此时更换整形芯片即可恢复正常。(2) 当前置放大和主放大芯片损坏，如果更换后仍无信号，需要检查动片上的钨丝是否断开或者阻值变化很大，导致无前置输出信号。总结在设备信号故障中出现的一些常见问题的解决方法，但设备也会出现象雷击等造成电路板大面积故障，解决方法不仅仅是更换新钨丝或一两个芯片就能解决，这时可能就需要整板更换或返厂维修。

2.2.3 标定故障

VP型宽频带倾斜仪在架设初期，运行都比较平稳，固体潮曲线清晰、光滑，一段时间后，个别台站数据突然产生畸变。主要表象：固体潮曲线上夹杂突跳、大幅度掉格，观测曲线噪声明显增大，甚至有的根本看不出固体潮曲线变成一条直线。造成这种数据畸变的原因很多也很复杂，环境条件、供电故障、传感器故障等都会影响到曲线变化。结合VP型宽频带倾斜仪的机械结构和电路原理，出现这些现象的原因大多与传感器的输出信号存在相关关系，根据仪器维修经验，分析总结在VP型宽频带倾斜仪维修中常见的数据畸变问题。

(1) 传感器本体底座与基墩偶合不够紧密，出现松动，直接表象为曲线经常出现不规律的掉格和台阶。如图6(a)和图6(b)所示，当传感器底座出现缓慢的移动时，这种微小的位移变化都会被传感器的放大电路成倍的放大，有些放大幅度甚至超过固体潮变化。解决方法：重新固定传感器底座，甚至可用强力胶将底座和基墩固定。

(2) 静电干扰。直接表象是曲线“变粗”，固体潮不明显，如图6(c)所示。图中曲线“变粗”部分明显参杂着交流杂波信号。分析问题原因可能是传感器外部干扰，通过电磁辐射由电源电路串入信号调理电路的信号输入端，或是电路中某元器件噪声变大，使得正常信号和干扰信号同时被放大输出，造成输出曲线“变粗”。还有一个常见故障点是检波电路和滤波电路出现故障，当滤波电路的滤波特性不好时，高频噪声也会一同被输出。解决方法：找出设备受静电干扰的原因，例如有无明显交流供电电缆串接机壳接地。信号输出电缆是否受电磁辐射干扰等，同时检查检波电路和滤波电路的特性等。

(3) 电容测微器上钨丝折断或受潮后阻值变大。其表象为观测曲线成一条直线，如图6(d)所示。当出现这种情况时，着重检查钨丝，因为钨丝折断或受潮阻值变大后，不能将动片上微弱的信号输出到前置放大器，输出放大信号只是仪器固有噪声。造成钨丝折断和阻值变大的现象都比较常见，折断的原因可能是大震后，钨丝拉断或疲劳折断；阻值变大的原因可能是洞体环境潮湿，设备密封不严，造成摆系钨丝受潮，阻值增大。解决方法：更换新钨丝。当传感器观测范围超限时也会出现上述情况，这时只需要远程调零即可。

  

图6 VP型宽频带倾斜仪数据畸变故障曲线图Fig.6 Data Distortion Failure Curves of VP-type broadband clinometer

3 讨论与建议

随着地震科技水平不断提高，我国地震观测逐步走向数字化，其大动态、高精度的观测数据在地震科研和预报中得到广泛应用[3]。如何保证数字化观测仪器正常运转，对观测仪器故障判断、排除就显的尤为重要。数字化地震观测仪器出现的故障多种多样，熟练掌握最基本的故障排除方法，即可达到事半功倍的效果。当然外界环境的干扰也可能造成对仪器设备故障的误判断，本文中针对VP型宽频带倾斜仪在维护和维修中遇见的常见故障，总结一些故障识别方法以供参考：(1) 平时多关注天气变化，当数据发生变化时，要能区分天气影响和故障之间的不同。但同时气象因素对形变观测的影响较为复杂，干扰形态多样[4]，所以积累仪器与天气的相关信息，可以防止对设备故障的误判断。(2) 尽量避免或减少人员进入观测室施工、标定检修等人为活动，这些人为活动对曲线形态造成的异常较故障时易识别。(3) 仪器设备应尽量单独架设在单独的仪器室，减少仪器之间的相互干扰。(4) 排除天气、人为活动干扰后，根据设备表象，判断故障点，如果是数据采集器，更换备机或相应的电路模块即可；如果是传感器故障，按照排除顺序，依次检查传感器供电、振荡、信号前置放大、信号检波等，能够对VP型宽频带倾斜仪常见故障予以排除。尽管本文中是对VP型宽频带倾斜仪常见故障诊断和维修的研究结果，但因洞体应变仪、水管仪等“十五”形变观测仪器的信号拾取、信号处理部分与VP型宽频带倾斜仪的原理相似，本文中对于上述仪器常见故障的诊断和维修也有一定的参考意义。

感谢中国地震局地震研究所马武刚副研究员对本文的悉心指导，本文中提供示例图片来自新疆维吾尔自治区地震局乌什地震台和辽宁省地震局南城地震台，在此一并表示感谢！

参考文献

[1] 马武刚，吴艳霞，胡国庆.VP宽频带潮汐倾斜仪的研制[J].地震工程学报，2015，37(3):873-877.

[2] 马武刚，张肖.VP宽频带倾斜仪现场自动校准装置设计[J].地震工程学报，2016，38(4)：1-5.

[3] 刑西淳，毛娟.FHD-1数字化地磁观测系统常见故障维修及电源改进[J].地震地磁观测与研究，2008，29(6)：126-133.

[4] 孙伶俐，李明，蒋玲霞,等.湖北省潮汐形变观测异常及干扰识别[J].大地测量与地球动力学，2013，33(I)：36-40.