[实用新型]一种深部岩体多参量光纤光栅综合测试管

说明书

本实用新型公开了一种深部岩体多参量光纤光栅综合测试管，包括FBG外管，FBG外管上设应力传感模块，FBG外管内设多物理参量传感模块，应力传感模块与多物理参量传感模块相连并连接到外部设备。本实用新型中，在FBG外管内集成设计有电子陀螺仪、光纤光栅流体压力传感器、光纤光栅震动传感器、光纤光栅温度传感器等，通过光纤光栅地应力传感器可检测深层岩土的围压，通过光纤光栅应力传感器可检测深部岩体的二维向岩土应力，通过光纤光栅流体压力传感器可检测深层岩土内流体压力，通过光纤光栅震动传感器可检测地下岩体微震活动振动信号，通过光纤光栅温度传感器可检测地下深部岩土的温度，为研究深部岩体提供多种数据支撑，且精确度高。

技术领域

本实用新型属于岩土工程测试技术领域，具体涉及一种深部岩体多参量光纤光栅综合测试管。

背景技术

传统的常规传感器，如电阻式、振弦式、测斜管等传感器，在腐蚀环境下耐久性及稳定性差，长距离铺设成本较高，且无法自动化实时测量，对于深层岩土结构往往难以监测，不仅监测效率低，准确性差，而且不能实现实时监测。

光纤光栅自问世以来，已广泛应用于光纤传感领域。由于光纤光栅传感器具有抗电磁干扰、抗腐蚀、电绝缘、高灵敏度和低成本以及与普通光纤的兼容性良好等优点，越来越受关注。光纤光栅的谐振波长对应力应变和温度的变化敏感，所以主要用于温度和应力应变的测量。这种传感器是通过外界参量(温度或应力应变)对Bragg光纤光栅的中心波长调制来获得传感信息的，相较常规传感器而言，光纤传感技术具有抗电磁干扰、动态响应快、灵敏度和测试精度高、耐久性强及可实现远距离实时监测等优点，这些在检测应用中尤为重要。特别的，当深层岩土环境中有多个参量需要测量时，光纤传感技术可以使用一根光纤将所有的检测传感器串联起来，对所有传感器同时采集数据，监测深层岩土内的参量变化。

如今在对深部岩体的相关参量检测时，已经广泛使用光纤光栅传感器，但是这些传感器均是监测单一参量，无法形成系统的数据支撑，进而无法更加全面详细的了解深部岩体的环境变化。因此，本实用新型提供了一种深部岩体多参量光纤光栅综合测试管，同时实现侦测地下深层岩土的围压、二维向岩土应力、深层岩土内液体压力、地下岩体微震活动振动信号以及地下深部岩土的温度等参量。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种深部岩体多参量光纤光栅综合测试管。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本实用新型采用的技术方案为：

一种深部岩体多参量光纤光栅综合测试管，包括FBG外管，所述FBG外管上设置有应力传感模块，所述FBG外管内设置有多物理参量传感模块，所述应力传感模块与多物理参量传感模块相连并连接到外部设备。

进一步的，所述FBG外管包括由上至下顺序设置的FBG上外管、FBG上连接外管、FBG下连接外管和FBG下外管。

进一步的，所述应力传感模块包括光纤光栅地应力传感器、光纤光栅应力传感器一和光纤光栅应力传感器二，所述FBG上外管与光纤光栅地应力传感器上部相连，所述光纤光栅地应力传感器下部与FBG上连接外管相连，所述FBG上连接外管下部安装有光纤光栅应力传感器一，所述光纤光栅应力传感器一下部与FBG下连接外管相连，所述FBG下连接外管下部安装有光纤光栅应力传感器二，光纤光栅应力传感器二下部安装有多物理参量传感模块。

进一步的，所述光纤光栅地应力传感器上下部均设有螺纹，所述光纤光栅地应力传感器上部的上螺纹一与FBG上外管上的FBG上外管螺纹相连，所述光纤光栅地应力传感器下部的下螺纹一与FBG上连接外管相连，所述光纤光栅地应力传感器与外部围岩体紧密结合并相互作用。