[发明专利]一种基于自垂直结构的光纤加速度浅海检波器

说明书

本发明提供了一种基于自垂直结构的光纤加速度浅海检波器，其特征在于：包括自垂直结构，所述自垂直结构包括质量块、弹性体、光纤、扇形外壳，所述扇形外壳为扇形柱体，夹角为90度，所述质量块设置于所述扇形外壳内部，所述弹性体的一端垂直设置于所述质量块的表面，另一端与所述扇形外壳内表面固定连接，所述光纤从所述质量块和扇形外壳的光纤通孔中引出，本发明的光纤加速度浅海检波器，其探头结构简单紧凑、可靠性好、制作效率高、布放简单，解决了海底检波器放置姿态的问题。

技术领域

本发明涉及光纤惯性传感器技术领域，具体地说，本发明涉及一种基于自垂直结构的光纤加速度浅海检波器。

背景技术

近几年来，越来越多的工业应用中要求对振动加速度信号进行测量。加速度信号的测量通常是利用惯性原理，通过感知惯性力所产生的位移或者应变而测得相应的加速度。针对目前一些特殊应用领域，例如航空航天的制导系统、石油勘探的地震检波系统、桥梁建筑的结构检测系统、交通情况监测系统等，急需具有抗电磁干扰、高灵敏度、大动态范围、易复用的高性能加速度传感装置。而基于光调制机理的光纤加速度传感器在这些方面展现了良好的应用前景，因此相对基于机电、压电方法的传统加速度传感器，正在受到越来越多的重视。

目前，在浅海或其他水域进行地震勘探，通常陆地用检波器无法满足施工的要求，因为在水域中使用地震检波器必须固定于海底或河床上才能接收到振动信号，通常水域施工难以实现。在水中振动信号往往是以声的信号进行传播，由于水的剪切应力为零，因此在水中不存在纵波，从海底传播上来的振动信号在经过水与陆地的界面时会产生信号的反射与折射，使能量产生一定的损耗，并且纵波会以转换波的形式进入到水介质中。越接近海面，信号的强度会越弱；检波器敏感方向越偏离于垂直海底方向，接收信号灵敏度会越弱。这就需要检波器具有一定的工作深度，检波器敏感方向垂直于海底方向，以提高接受信号的灵敏度。

一般地，浅海检波器一般通过抛投的方式布放到海底，由于操作方式、海底环境的随机性等原因，检波器很难布放到预设位置、理想的信号采集状态；此外，受洋流、潮汐等影响，检波器在一定时间内会出现位置偏移、自身转动的问题。因此，检波器布放后需具备自行调整检波器敏感方向垂直于海底的能力，这种结构称之为自垂直结构。目前海底调整检波器姿态的方式主要有水下机器人及加装相关的姿态传感器，比较繁琐并且代价偏高。

鉴于以上技术问题，实有必要提供一种自垂直结构的光纤加速度海洋检波器以克服以上技术缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述光纤加速度浅海检波器的海底放置姿态不明，体积大、布防困难、信号接收灵敏度不高等缺点，从而提供一种基于自垂直结构的光纤加速度浅海检波器。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种基于自垂直结构的光纤加速度浅海检波器，其特征在于：包括自垂直结构，所述自垂直结构包括质量块004、弹性体005、光纤、扇形外壳001，所述扇形外壳001为扇形柱体，夹角为90度，所述质量块004设置于所述扇形外壳001内部，所述弹性体005的一端垂直设置于所述质量块004的表面，另一端与所述扇形外壳001内表面固定连接，所述光纤从所述质量块004和扇形外壳001的光纤通孔中引出。

进一步地，所述质量块004中心与扇形外壳001上均设有弹性体安装槽，弹性体安装槽分别位于质量块四个相互对称的表面与扇形外壳相互垂直方向的内侧位置。

进一步地，所述质量块004的材质为黄铜，所述扇形外壳001的材质为不锈钢，所述弹性体005的材质为聚砜。

进一步地，还包括限弯机构003，所述限弯结构003为锥形，其直径逐渐由所述扇形外壳001外径减小为传输缆外径，所述限弯结构003固定连接于所述扇形外壳001的两侧。

进一步地，所述限弯机构003的材质为聚氨酯。

进一步地，所述扇形外壳001两侧设有螺纹孔。