[发明专利]基于组合式悬臂梁结构的光纤光栅地震加速度检波器

说明书

技术领域

本发明属于光纤地震加速度检波器装置技术领域，具体涉及一种基于组合式悬臂梁结构的光纤光栅地震加速度检波器。

背景技术

目前井中地震勘探技术作为油气田勘探开发领域的一项新技术已越来越受到人们的重视，由此产生的基于光纤技术的井中勘探方法，是近几年出现的一个新的技术，也是井中勘探最具前景的一个发展方向。其中，由于光纤光栅具有抗电磁干扰，易于级联，以及简单的波长解调等优点因而以光纤光栅作为传感元件进行地震检波是井中地震技术研究的一个重要方面。

现在已有的光纤光栅加速度检波器结构多样。将悬臂梁作为弹性敏感元件，由于其固有频率可根据实际需求灵活调节，因而被普遍应用于光纤光栅加速度传感器中，但是该类传感器灵敏度低，工作范围窄，且由于光纤光栅栅区粘贴可造成啁啾效应导致测试不准。孙汝蛟等人在“一种新型光纤布喇格光栅振动传感器研究”文章中提出了一种L型悬臂梁结构的传感器，该类传感器利用L型杠杆放大了振动信号，避免了传统矩形悬臂梁栅区粘贴带来的啁啾，提高了传感器的灵敏度，但是固有频率小，普遍适用于土木工程等低频振动领域，难以满足井中地震勘探的需要。

发明内容

本发明的目的提供一种基于组合式悬臂梁结构的光纤光栅地震加速度检波器，包括板状底座，底座的顶部设置有柱状的支撑柱和柱状的连接件，连接件加工有通孔，在支撑柱的顶部同等截面悬臂梁的一端相固定，等截面悬臂梁的另一端与质量块相连接，所述的质量块为形状大小一致且为直角折尺L型的第一直角折尺L型悬臂梁和第二直角折尺L型悬臂梁组合而成，所述的组合而成的方式为所述的第一直角折尺L型悬臂梁的一个外壁同第二直角折尺L型悬臂梁的一个外壁自上而下地镜像相对重叠结合在一起，质量块的上端和连接件的上端在同一水平面上，且质量块的下端与连接件的通孔在同一水平面，另外质量块和连接件之间还设置有材料和长度相同的第一光纤光栅和第二光纤光栅，第一光纤光栅的一端固定在质量块的上端，第一光纤光栅的另一端通过连接件的上端并在连接件上端处固定，第二光纤光栅的一端固定在质量块的下端，第二光纤光栅的另一端穿过通孔并穿过通孔的部分光纤在通孔处固定，并且第一光纤光栅和第二光纤光栅在连接件的外部串联融接。

克服了现有的加速度检波器的不能同时满足灵敏度高、响应频带宽、动态范围大以及制作简单等技术指标的缺陷。

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种基于组合式悬臂梁结构的光纤光栅地震加速度检波器的解决方案，该方案的基于组合式悬臂梁结构的光纤光栅地震加速度检波器包括板状底座1，底座1的顶部设置有柱状的支撑柱2和柱状的连接件3，连接件3加工有通孔，在支撑柱2的顶部同等截面悬臂梁4的一端相固定，等截面悬臂梁4的另一端与质量块相连接，所述的质量块为形状大小一致且为直角折尺L型的第一直角折尺L型悬臂梁5和第二直角折尺L型悬臂梁6组合而成，所述的组合而成的方式为所述的第一直角折尺L型悬臂梁5的一个外壁同第二直角折尺L型悬臂梁6的一个外壁自上而下地镜像相对重叠结合在一起，质量块的上端和连接件3的上端在同一水平面上，且质量块的下端与连接件3的通孔在同一水平面，另外质量块和连接件3之间还设置有材料和长度相同的第一光纤光栅7和第二光纤光栅8，第一光纤光栅7的一端固定在质量块的上端，第一光纤光栅7的另一端通过连接件3的上端并在连接件3上端处固定，第二光纤光栅8的一端固定在质量块的下端，第二光纤光栅8的另一端穿过通孔并穿过通孔的部分光纤在通孔处固定，并且第一光纤光栅7和第二光纤光栅8在连接件3的外部串联融接。

所述的等截面悬臂梁4的另一端与组合式质量块相连接的结构为等截面悬臂梁4的另一端伸入第一直角折尺L型悬臂梁5同第二直角折尺L型悬臂梁6的结合处，并且通过两个螺钉分别穿过第一直角折尺L型悬臂梁5同第二直角折尺L型悬臂梁6来夹住所述的等截面悬臂梁4的另一端。

所述的等截面悬臂梁4的材料为弹簧钢，第一直角折尺L型悬臂梁5、第二直角折尺L型悬臂梁6、支撑柱2和连接件3的材料为铝合金材料。

本发明与现有技术相比较还具有如下优点：

基于组合式悬臂梁结构的光纤光栅地震加速度检波器结合了传统等截面悬臂梁和 L型刚性悬臂梁各自的优点，同时具备了灵敏度高，响应频带宽，动态范围大，温度补偿，结构简单，易加工，成本低这样的特点。

附图说明

图1为本发明的基于组合式悬臂梁结构的光纤光栅地震加速度检波器的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明内容作进一步说明：