WAG-H5-2 - высокопрецизионный абсолютный квантовый гравиметр
- Чувствительность: 15 мкГал/Гц1/2.
- Частота выборки: 1 Гц.
- Стабильность: <1 мкГал.
- Точность: <10 мкГал.
- Встроенные датчики: сейсмометр, барометр, инклинометр, датчик температуры, GPS.
Высокопрецизионный абсолютный квантовый гравиметр WAG-H5-2 – это инновационный датчик гравитации, который использует лазер для управления интерференцией свободно падающих атомов в cверхвысоковакуумном резонаторе и извлекает информацию об абсолютном гравитационном ускорении из интерференционных полос. По сравнению с обычным абсолютным гравиметром с падающим телом, атомный гравиметр не имеет механических движущихся частей и может выполнять долгосрочные непрерывные гравитационные наблюдения.
Ключевые технологии, лежащие в основе атомного гравиметра, были разработаны группой ученых в Институте прецизионных измерений, науки и инновационных технологий Китайской Академии Наук. Команда разработала первый атомный гравиметр в Китае в 2010 году. В 2019 году портативная версия гравиметра была включена в список собственных разработок компании CASCA. Абсолютные квантовые гравиметры WAG-H5-2 обладают высокой компактностью, мобильностью, энергоэффективностью и точностью измерений, подходят для различных задач: метрология и эталоны (опорные значения g, сличения парков приборов), долговременный мониторинг приливов и геодинамики, вулканические и сейсмологические станции, опорный пункт морской экспедиции в базовом порту. Прибор участвовал в международных сличениях абсолютных гравиметров ICAG-2017 (Пекин) и ICAG-2023 (Боулдер). По запросу наши инженеры готовы предоставить протоколы сравнения с FG5/FG5X Micro-g LaCoste.
Подробнее о применении гравиметров в нефтегазовой отрасли читайте в статье
«Абсолютные квантовые гравиметры для поиска нефтегазовых месторождений»
Особенности
- Быстрый отклик: отлично подходит для непрерывных измерений без перестройки механической части.
- Долгий срок службы: подходит для длительной работы поскольку не имеет механических движущихся частей.
- Высокая точность: чувствительность измерения гравитации 15 мкГал/Гц1/2.
- Хорошая долговременная стабильность: долгосрочная стабильность измерения абсолютной гравитации лучше, чем 1 мкГал.
- Простота в эксплуатации: поставляется в 5 упаковочных коробках, легок в транспортировке и установке.
Квантовый гравиметр не подвержен механическому износу, поэтому он может выполнять долгосрочные непрерывные измерения ускорения силы тяжести. На графике показаны 110 часов непрерывных измерений с помощью квантового гравиметра, и результаты измерений хорошо согласуются с теоретической приливной моделью.
В тихом месте кривая отклонения Аллана, построенная на основе 11-часовых измерений ускорения силы тяжести, показывает, что чувствительность гравиметра может достигать 7,6 мкГал/Гц1/2, что в два раза выше, чем у классического абсолютного гравиметра. После 2000 секунд интегрирования долгосрочная стабильность измерений гравитации может достигать 0,2 мкГал.
Часто задаваемые вопросы об атомном гравиметре WAG-H5-2
Чем атомный гравиметр лучше баллистического?
Баллистический гравиметр (типа FG5/FG5X) измеряет траекторию свободно падающего пробного тела: в приборе есть движущиеся механические узлы, а показания со временем дрейфуют. У WAG-H5-2 движущихся частей нет — измерение ведётся по интерференции свободно падающих атомов, поэтому прибор не дрейфует и пригоден для непрерывных многонедельных наблюдений. Эквивалентность с классическими приборами подтверждена: в сличениях сети CMONOC сводная эквивалентность WAG-H5-2 с FG5X, A10 и IGG составила 1,4 мкГал.
Нужна ли периодическая калибровка?
Нет: прибор абсолютный — он определяет значение силы тяжести напрямую из интерференционной картины атомов, а не через разность с опорным пунктом, поэтому обычная для относительных гравиметров калибровка и учёт дрейфа не требуются. Достаточно стандартной метрологической аттестации по регламенту вашей организации.
Сколько занимает установка прибора?
Установка не требует юстировки оптики и механической сборки — она может быть завершена за 1 час. Прибор готов к измерению в течение 2 часов, включая время предварительного нагрева. Развёртывание на площадке выполняют наши инженеры в рамках пусконаладочных работ.
Работает ли прибор при отрицательных температурах?
Измерительный блок рассчитан на размещение в отапливаемом помещении, при этом прибор прошёл полевую верификацию с кратковременной чувствительностью 16,2 мкГал/√Гц. Точный рабочий диапазон температур — в спецификации изделия; если задача требует работы на неотапливаемой площадке, сообщите — предложим исполнение под ваши условия.
Непрерывная работа и чувствительность
В ходе непрерывной серии измерений длительностью 110 часов гравиметр WAG-H5-2 сохранил чувствительность 7,6 мкГал/√Гц в тихих условиях.
Первоисточник: Performance evaluation of the cold atom gravimeter WAG-H5-2, Earth and Planetary Physics, 2026, DOI: 10.26464/epp2026058. Протоколы сравнения с FG5/FG5X предоставляются по запросу.
| Параметр | Значение | Ед. измерения |
|---|---|---|
| Чувствительность | 15 |
мкГал/Гц1/2 |
| Частота выборки | 1 | Гц |
| Стабильность | <1 | мкГал |
| Точность | <10 |
мкГал |
| Габариты зонда |
50x23x134 |
см |
| Площадь зонда | 0,12 | м2 |
| Вес зонда |
88 |
кг |
| Габариты блока управления |
61x74x106 |
см |
| Площадь блока управления | 0,45 | м2 |
| Вес блока управления |
~130 |
кг |
|
Общее энергопотребление |
480 (AC 220 В) |
Вт |
|
Рабочая температура |
15 – 30 | °С |
|
Встроенные датчики |
Сейсмометр, барометр, инклинометр, датчик температуры |
|
Особенности системы:
| Время установки |
Установка может быть завершена за 1 час (не требуются юстировка оптики или механическая сборка); Прибор готов к измерению в течение 2 часов (включая время предварительного нагрева). |
| Обслуживание |
Низкая стоимость обслуживания (нет необходимости в механической регулировки компонентов и замены прокладок и ремней). |
| Адаптируемость к вибрациям грунта |
Достижение разрешения уровня мкГал даже в городских условиях. |
| Надежность |
Транспортировка или хранение в течение нескольких дней не повлияют на дальнейшие измерения. |
| Программное обеспечение |
Специальное и удобное программное обеспечение; Измерения одной кнопкой; Удалённый мониторинг и получение данных в реальном времени. |
| Обработка данных |
Гравитационные данные обрабатываются в режиме реального времени с поправками на местные приливы, атмосферное давление, изменения наклона, океанские нагрузки и движение полюсов. |
| Встроенные датчики |
Сейсмометр, барометр, инклинометр, датчик температуры, GPS. |
- Метрология и эталоны – определение опорных значений ускорения силы тяжести g, сличения парков гравиметров.
- Мониторинг приливов и геодинамики – долговременные непрерывные наблюдения за изменениями ускорения силы тяжести.
- Вулканологические и сейсмологические станции – гравиметрические наблюдения для изучения вулканической и сейсмической активности.
- Опорный пункт морской экспедиции – определение абсолютного значения ускорения силы тяжести в базовом порту.
