[发明专利]光纤体应变仪

说明书

技术领域

本发明涉及地震探测技术领域，尤其涉及一种光纤体应变仪。

背景技术

在区域应力场作用下地壳会发生变形，钻孔应变观测是研究地壳变形 和地应力场变化的一种重要手段。钻孔应变仪能将地震和火山活动当时及 其前后的地壳形变，以分钟甚至接近测震的采样时间连续记录下来。因此 在地震预测预报和地球物理研究中发挥着重要的作用。

现有的钻孔应变仪包括体应变仪和分量式应变仪(邱泽华等，“国外 钻孔应变观测的发展现状”，地震学报，2004)。但是不论哪种应变仪，均 采用电学传感器进行探测。如我国的FZY-1型钻孔应变仪采用电容传感器 (李海亮等，“FZY-1型多分量式钻孔应变仪的设计”，地震地磁观测与研 究，2004)，日本的山内常生采用电磁传感器，我国的王启民提出了“弦 频式钻孔应变仪(中国专利申请CN86100074A)，等等。这些电学式的钻 孔应变仪都具有相同的缺点，第一，不能抗雷击，抗电磁干扰；第二，不 能解决零漂问题(邱泽华等，“国外钻孔应变观测的发展现状”，地震学报， 2004)。

光纤传感器与对应的常规传感器相比，在灵敏度、动态范围、可靠性 等方面具有明显的优势，尤其具有抗电磁干扰、不怕雷击、无零漂的特点。

因此，我们提出一种光纤体应变仪，用于在地震探测领域的地应变探 测，重点解决现有钻孔应变仪的电磁干扰、防雷击、零漂问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种光纤体应变仪，以解决现 有钻孔应变仪的电磁干扰、防雷击、零漂问题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种光纤体应变仪，包括：应变筒20， 用于感受体应变；充满应变筒20内的液体50，用于传递应变筒20感受到 的体应变；端盖10，用于密封；安装于应变筒20底部的弹簧管40，用于 感受应变筒20内压力的变化；安装于应变筒20底部的螺栓80，用于灌注 液体50并密封；固定于弹簧管40和应变筒20底部的光纤光栅60，用于 测量弹簧管40的端部位移；安装于应变筒20底部的保护罩70，用于保护 体应变仪内部结构。

上述方案中，在所述应变筒20的底端26上进一步开有第一孔21，用 于安装弹簧管40。

上述方案中，所述弹簧管40与应变筒20内的液体50联通，用于测 量液体50的压力变化。

上述方案中，在所述应变筒20的底端26上进一步开有第二孔22，用 于安装螺栓80。

上述方案中，所述保护罩70上进一步开有孔71，以便光纤光栅60 的尾纤引出。

上述方案中，所述应变筒20的侧壁25刚度小于底端26和端盖10的 刚度。

上述方案中，所述光纤光栅40具有一定的初始应力。

上述方案中，所述应变筒20内进一步装有一柱体30，用于改变光纤 体应变仪的温度特性。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的这种光纤体应变仪，在井下无任何电子元器件，抗 电磁干扰。

2、本发明提供的这种光纤体应变仪，通过光缆连接井下仪器，光缆 可无金属，故防雷击。

3、本发明提供的这种光纤体应变仪，采用波长调制型的光线光栅传 感器，大大减小了体应变仪的零漂问题。

附图说明

图1为本发明提供的光纤体应变仪的示意图；

图2为本发明提供的光纤体应变仪在井下安装的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实 施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

请参照图1-图2，本发明提供的光纤体应变仪包括：应变筒20，用于 感受体应变；充满应变筒20内的液体50，用于传递应变筒20感受到的体 应变；端盖10，用于密封；安装于应变筒20底部的弹簧管40，用于感受 应变筒20内压力的变化；安装于应变筒20底部的螺栓80，用于灌注液体 50并密封；固定于弹簧管40和应变筒20底端的光纤光栅60，用于测量 弹簧管40的端部位移；安装于应变筒20底端的保护罩70，用于保护体应 变仪内部结构。