[实用新型]具有自洽功能的钻孔式光纤三维地应力观测装置

权利要求书

1.一种具有自洽功能的钻孔式光纤三维地应力观测装置，其特征在于：包括四分量探头A（5）、四分量探头B（10）、四分量探头C（15）、光纤出口端（16）及传感装置端头（17），所述四分量探头A（5）、四分量探头B（10）、四分量探头C（15）之间通过螺纹及平键连接，且四分量探头A（5）与四分量探头B（10）沿轴向旋转成90°，四分量探头A（5）的一端与光纤出口端（16）连接，四分量探头C（15）的一端与传感装置端头（17）连接；所述四分量探头A（5）上承载应变传感单元A（1）、应变传感单元B（2）、应变传感单元C（3）及应变传感单元D（4），且应变传感单元A~D组成一组直角应变花；所述四分量探头B（10）上承载应变传感单元E（6）、应变传感单元F（7）、应变传感单元G（8）及应变传感单元H（9），且应变传感单元E~H组成一组直角应变花；所述四分量探头C（15）上承载应变传感单元I（11）、应变传感单元J（12）、应变传感单元K（13）及应变传感单元L（14），且应变传感单元I~L组成两组等角应变花。

2.根据权利要求1所述的具有自洽功能的钻孔式光纤三维地应力观测装置，其特征在于：所述的四分量探头A（5）承载的直角应变花、四分量探头B（10）承载的直角应变花分别是将应变传感单元A~D、应变传感单元E~H放置于探头机体（18）表面上成一定角度的四个凹槽内。

3.根据权利要求2所述的具有自洽功能的钻孔式光纤三维地应力观测装置，其特征在于：所述的一定角度为45°。

4.根据权利要求1所述的具有自洽功能的钻孔式光纤三维地应力观测装置，其特征在于：所述的应变传感单元A~L分别是由光纤光栅（20）封装到碳纤维复合材料（21）的凹槽内制作而成，碳纤维复合材料（21）由碳纤维布经高温模压成型工艺制作而成。

5.根据权利要求4所述的具有自洽功能的钻孔式光纤三维地应力观测装置，其特征在于：所述的光纤光栅（20）为外径0.125mm的单模光纤。

6.根据权利要求1所述的具有自洽功能的钻孔式光纤三维地应力观测装置，其特征在于：所述的四分量探头A（5）、四分量探头B（10）、四分量探头C（15）的结构分别由铝合金的探头机体（18）置于探头保护外壳（19）内构成。

7.根据权利要求1所述的具有自洽功能的钻孔式光纤三维地应力观测装置，其特征在于：所述的四分量探头A（5）承载的直角应变花具有对四分量探头A（5）自身自洽功能，四分量探头B（10）承载的直角应变花具有对四分量探头B（10）自身自洽功能；四分量探头A（5）的应变传感单元A（1）、应变传感单元B（2）、应变传感单元C（3）组成一组直角应变花，应变传感单元B（2）、应变传感单元C（3）、应变传感单元D（4）组成一组直角应变花。

8.根据权利要求1所述的具有自洽功能的钻孔式光纤三维地应力观测装置，其特征在于：所述的四分量探头C（15）承载的等角应变花是将应变传感单元I（11）、应变传感单元J（12）、应变传感单元K（13）、应变传感单元L（14）放置于探头机体表面成特定角度的凹槽内；其中，四个应变传感单元I~L组成两组等角应变花，应变传感单元I（11）、应变传感单元J（12）、应变传感单元K（13）组成一组等角应变花，应变传感单元I（11）、应变传感单元K（13）、应变传感单元L（14）组成一组等角应变花，两组等角应变花具有自校验功能以及实现对水平面内应变状态的监测。

9.根据权利要求8所述的具有自洽功能的钻孔式光纤三维地应力观测装置，其特征在于：所述的特定角度为探头机体径向成120°。