0 引言

垂直摆倾斜仪用于测量地球内部运动引起地面的倾斜变化，是进行地震前兆观测的重要手段，由于测量分辨率高达千分之一角秒，可测量太阳和月亮的位置变化引起地壳铅垂方向的变化，故可测量地壳形变倾斜分量的固体潮(中国地震局监测预报司，2003)。现有2种型号的垂直摆倾斜仪，分别为VS型垂直摆倾斜仪和VP型宽频带垂直摆倾斜仪，二者摆体结构基本相同，后者测量频带更宽，可达DC— 2 s，故称宽频带垂直摆倾斜仪。

垂直摆倾斜仪摆体由摆体底盘、外屏蔽罩、主体支架、动片、定片、调平机构等组成，由定片、动片组成三极板电容传感器检测地倾斜变化。其摆体动片信号引丝指摆体动片和前置放大器信号间的引丝，作用是将仪器动片位置变化的电信号引致前兆放大器，要求信号引丝尽可能减少对动片摆动的阻力，故信号引丝材质为Φ1/1 000 mm的钨丝(借助放大镜可看清钨丝细节)，安装时信号引丝要有一定弧度。

垂直摆倾斜仪在经过特殊事件后，如运输、大地震、操作不当等，动片信号引丝有可能损坏，因其位于摆体中心，给故障排查、处理带来一定难度。笔者曾处理多起垂直摆倾斜仪信号引丝故障，积累了一些经验，在此介绍故障排查及处理方法，以供同行参考。

1 故障表现及排查要点 1.1 故障表现

垂直摆倾斜仪摆体动片信号引丝结构见图 1。动片信号引丝故障主要表现为：垂直摆倾斜仪正常工作，记录曲线出现大幅度掉格现象，用万用表测量同步检波端和低通滤波端，输出电压接近0，在记录日变曲线上，记录不到双峰双谷的固体潮形态。

1.2 排查要点

(1) 检测输出电压。观测仪器正常工作状态下，记录曲线出现大幅度掉格现象，掉格后输出电压记录幅度接近0 V。对垂直摆进行调零操作，输出信号无变化，该现象与仪器超量程不同，仪器超量程时同步检波端输出电压为0.4 V。图 2为赤城地震台VS型垂直摆倾斜仪NW向摆体动片引丝断开后的典型记录曲线。

由图 2可见，2015年11月24日赤城台VS型垂直摆倾斜记录曲线出现走直现象，11月25日进行调零操作，仪器输出趋于0 V，12月5日进行维修，检查确认动片信号引丝故障，重新焊接钨丝后，恢复正常工作。

截取11月28日— 12月4日的记录数据放大处理，见图 3，曲线表现形态为日变幅度小于1×10^-3″，且无固体潮形态，这是因为钨丝断开后，放大器输入端处于开路状态，输出端会出现杂波信号。

(2) 采用示波器检查。采用示波器测量振荡信号，垂直摆正常工作时表现为8 kHz或16 kHz的正弦波，正弦波峰峰值在1.2 V处，若观测仪引丝出现故障，则同步检波信号变小，且触动调零端曲线不动，可作为判断引丝故障的方法之一。引丝故障前后，示波器检波信号曲线见图 4。

(3) 测量信号引丝阻抗。用开摆专用工具打开摆罩，卸掉前置放大器屏蔽罩，即可看到动片接线端和放大器接线端之间的信号引丝，测量两端电阻值，正常应为30 Ω左右，若电阻值无穷大，则判断信号引丝断开。在强光线下或借助放大镜可见引线状态，但应以测量的阻抗为准。

2 动片信号引丝故障处理 2.1 故障原因

垂直摆倾斜仪属于精密测量设备，安装时要求调平底座，再松开动片仪器，使用过程应遵循：动片松开状态下，不可触动摆体，调整摆体状态时用力均匀。由于钨丝不“吃”锡，若引丝焊接存在缺陷或引丝弧度较小，垂直摆动片信号引丝易出现故障；大的地震发生时，容易造成信号引丝故障，如：2008年汶川8.0级地震发生时，震中附近多台垂直摆出现动片信号引丝故障。

2.2 故障处理

(1) 清楚损坏旧钨丝。断开的钨丝处于自由状态，钨丝断头有可能与摆体接触，从而影响仪器正常工作，清除动片和放大器焊点上损坏的旧钨丝，采用放大镜进行检查。

(2) 待焊钨丝予处理。为保证焊接质量及垂直摆工作过程中钨丝与锡焊点接触电阻稳定，在待焊钨丝两端，用Φ0.01 mm的细铜丝缠绕3 — 5 mm，然后“吃”锡。

(3) 焊接。焊接要点：①使用30 W电烙铁，电烙铁需保护接地，无保护接地时，可充分加热后拔掉电源，利用余热进行焊接，其目的是防止电烙铁漏电，使故障扩大；②焊接好的钨丝要有一定弧度，否者影响动片运动轨迹；③防止虚焊。

焊接质量检查：①使用放大镜观察焊点，若焊点光滑，且钨丝处于焊点中部，并有一定弧度，则说明钨丝焊接成功；②使用小改锥轻触钨丝，钨丝有一定力度；③用万用表测量两焊点间电阻，若电阻值约30 Ω，则钨丝焊接成功，这是因为，焊接使用的钨丝电阻值即为30 Ω左右。

3 结束语

垂直摆倾斜仪在地震台站工作期间，动片信号引丝故障的发生几率并不多，一旦发生此类故障，仪器送至生产厂家维修所需周期长，容易造成观测资料长时间中断，影响观测资料的连续性。掌握动片信号引丝故障判断与处理技巧，可及时判断并排除故障，有效提高观测数据质量，希望以上经验可供其他地震台站借鉴。