[发明专利]一种基于光偏振原理的富水地层水压力传感系统

权利要求书

1.一种基于光偏振原理的富水地层水压力传感系统，其特征在于，包括：盒体，所述盒体上表面设置有压力接触模块，所述盒体内部包括：压力传感模块、光强检测模块和压力分析模块；

所述压力接触模块，用于根据地下水的压力作用产生压力信号；

所述压力传感模块，用于将所述压力信号传递至所述光强检测模块；

所述光强检测模块，用于根据所述压力信号，产生光强变化；

所述压力分析模块，用于根据所述光强变化，获取地下水压力值。

2.根据权利要求1所述的一种基于光偏振原理的富水地层水压力传感系统，其特征在于，所述压力传感模块包括：受压弹簧、变形传递轴和支撑底座；

所述受压弹簧一端与所述压力接触模块固定连接，另一端与所述支撑底座固定连接，所述支撑底座用于支撑所述受压弹簧；

所述变形传递轴包括固定部，所述固定部设置与所述受压弹簧中部，所述固定部两端分别连接有第一竖直部和第二竖直部，所述第一竖直部穿过所述受压弹簧内部与所述压力接触模块连接，所述第二竖直部与所述光强检测模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于光偏振原理的富水地层水压力传感系统，其特征在于，所述光强检测模块包括：固定底座，所述固定底座上设置有单色光源，在所述单色光源的一侧，距离所述单色光源由近及远依次设置有第一起偏器、检偏器、第一投影接收器、第一光强检测器，在所述单色光源的另一侧，距离所述单色光源由近及远依次设置有第二起偏器、第二投影接收器、第二光强检测器，其中，所述第一起偏器、第二起偏器、检偏器、第一投影接收器、第二投影接收器、第一光强检测器和第二光强检测器均位于所述固定底座上，且均位于同一光轴。

4.根据权利要求3所述的一种基于光偏振原理的富水地层水压力传感系统，其特征在于，所述光强检测模块中的所述检偏器基于所述压力信号转动一定角度，基于所述检偏器转动产生光强变化。

5.根据权利要求4所述的一种基于光偏振原理的富水地层水压力传感系统，其特征在于，基于所述检偏器的转动产生光强变化包括：

当所述检偏器未转动时，所述单色光源的非偏振光入射到所述第二起偏器后，到达所述第二投影接收器时，所述第二光强检测器测得第二光强度；

当所述检偏器转动一定角度时，所述单色光源的非偏振光入射到所述第一起偏器后，再通过所述检偏器，最后到达所述第一投影接收器，通过所述第一光强检测器光强检测器测得第一光强度；

基于所述第一光强度和所述第二光强度获得所述光强变化。

6.根据权利要求5所述的一种基于光偏振原理的富水地层水压力传感系统，其特征在于，所述压力分析模块中，获取所述地下水压力值包括：

基于所述第一光强度和所述第二光强度，利用光偏振理论计算方式，获取所述检偏器的转动角度；

基于所述转动角度，通过分析集成获取变形量；

基于所述变形量，获取所述地下水压力值。

7.根据权利要求6所述的一种基于光偏振原理的富水地层水压力传感系统，其特征在于，所述变形量为：

Δd＝Lsinα，

其中，Δd为变形量，α为转动角度，L为变形传递轴与检偏器的连接杆长度。

8.根据权利要求6所述的一种基于光偏振原理的富水地层水压力传感系统，其特征在于，所述地下水压力值为：

P＝FS＝KΔdS，

其中，F为地下水压力值，Δd为变形量，K为弹簧刚度常数，S为盒体受压面积。

9.根据权利要求1所述的一种基于光偏振原理的富水地层水压力传感系统，其特征在于，还包括：

防水硅胶，用于加强压力传感系统的防水密封性；

供电仓，用于为所述光强检测模块和所述压力分析模块供电；

数据传输天线，用于对所述地下水压力值进行实时监测；

其中，所述防水硅胶位于所述压力接触模块下方，所述供电仓位于所述盒体内部，所述数据传输天线的一端位于所述所述盒体内部，另一端位于所述盒体外部。