[发明专利]光纤测倾装置及差分测倾系统

说明书

本发明提供了一种光纤测倾装置及差分测倾系统，属于监测技术领域。该光纤测倾装置包括支撑机构、摆动机构以及第一测量机构。其中，支撑机构包括基座以及固定于基座上的基架。摆动机构包括摆锤以及摆线，摆线的两端分别与基架、摆锤连接，摆锤的侧面设置有第一反射膜。测量机构包括第一光纤，第一光纤的端面与第一反射膜相对设置。在地震发生过程中，地形发生变化，在重力作用下摆锤摆动，位移发生变化。第一光纤的端面与第一反射膜构成法珀腔，在地形变形前后法珀腔的腔长发生变化，倾斜角度等于法珀腔的腔长变化除以摆长。与传统光纤倾斜仪相比，其抗冲击能力较好，灵敏度高。

技术领域

本发明涉及监测技术领域，具体而言，涉及一种光纤测倾装置及差分测倾系统。

背景技术

地形变是地震发生过程中最直接的伴随现象，其变形特征能提供地壳运动直接的证据。地形变观测是监测地壳运动与变形、认识地震孕育过程与开展地震预测的重要手段。地形变观测精度高，连续性好，在地震中期、短期及短临预测方面都有较明确的物理意义及预测价值。

目前，用于地形变观测的倾斜仪主要是采用电容传感原理的电学传感器。与常规倾斜仪相比，光纤倾斜仪抗电磁干扰、耐雷击、结构简单、可靠性高等优势，特别适合于野外环境下对地形变的长期在线观测。近年来，光纤倾斜仪逐步进入研究人员的视线，并取得一定成果。但这些光纤倾斜仪均采用光纤光栅传感原理，光纤光栅直接与敏感结构粘接，导致倾斜仪抗冲击能力差，光纤光栅粘接点存在长期蠕变，影响测量精度，存在灵敏度较低的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供了一种光纤测倾装置，旨在改善光纤倾斜仪抗冲击能力差，灵敏度较低的问题。

本发明的目的之二在于提供了一种差分测倾系统，旨在利用差分结构提高测倾精度，消弱温度影响。

针对本发明的目的之一，本发明提供以下技术方案：

一种光纤测倾装置，包括支撑机构、摆动机构以及第一测量机构。

所述支撑机构包括基座和以及固定于所述基座上的基架。

所述摆动机构包括摆锤以及摆线，所述摆线的两端分别与所述基架、所述摆锤连接，所述摆锤的侧面设置有第一反射膜；以及

所述测量机构包括第一光纤，所述第一光纤的端面与所述第一反射膜相对设置。

进一步地，在本发明的一种实施例中，所述光纤测倾装置还包括第一微调机构，所述第一微调机构包括第一调整架和用于夹持所述第一光纤的第一夹持件，所述第一调整架设置于所述基座上，所述第一夹持件固定于所述第一调整架，所述第一调整架能够调整所述第一光纤的初始位置。

进一步地，在本发明的一种实施例中，所述第一夹持件开设有燕尾槽，所述第一调整架设置有与所述燕尾槽配合的燕尾座，所述燕尾座与所述燕尾槽配合能够使得所述第一夹持件固定于所述第一调整架。

进一步地，在本发明的一种实施例中，所述第一光纤远离所述第一反射膜的一侧设置有第一解调仪，所述第一解调仪用于向所述第一光纤发射光信号并接收由所述第一反射膜和所述第一光纤的端面反射的光信号以获取法珀腔腔长变化。

进一步地，在本发明的一种实施例中，所述第一光纤的轴线垂直于所述第一反射膜所在的平面。

针对本发明的目的之二，本发明提供以下技术方案：

本发明实施例另提供一种差分测倾系统，包括前述的光纤测倾装置和第二测量机构。

其中，所述摆线有两根且所述摆线的长度相等。

所述第二测量机构包括第二光纤，所述第二光纤与所述第一光纤相对设置，所述摆锤还设置有第二反射膜，所述第二反射膜与所述第一反射膜相对设置，所述摆锤设置于所述第一光纤和所述第二光纤之间。