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一种用于 地震 断裂带 岩石应力监测防雷光纤 传感器装置及方法

阅读：647发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，包括岩石应力感应装置和光纤压力传感器，所述岩石应力感应装置包括单角阀、三通阀和压力枕，所述单角阀连接有注油嘴，所述单角阀与所述三通阀之间通过第一输油管连接，所述三通阀与所述压力枕之间通过第二输油管，所述三通阀与所述光纤压力传感器之间通过第三输油管，所述第二输油管靠近所述压力枕一端外侧固定设置有导向杆，所述压力枕外部捆绑设置有若干橡胶圈。本发明设计新颖、结构合理、便于拆卸，且适用性强。，下面是一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，包括岩石应力感应装置(1)和光纤压力传感器(2)，其特征在于：所述岩石应力感应装置(1)包括单角阀(3)、三通阀(4)和压力枕(5)，所述单角阀(3)连接有注油嘴(6)，所述单角阀(3)与所述三通阀(4)之间通过第一输油管(7)连接，所述三通阀(4)与所述压力枕(5)之间通过第二输油管(8)，所述三通阀(4)与所述光纤压力传感器(2)之间通过第三输油管(9)，所述第二输油管(8)靠近所述压力枕(5)一端外侧固定设置有导向杆(10)，所述压力枕(5)外部捆绑设置有若干橡胶圈(11)。
2.根据权利要求1所述一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，其特征在于：所述光纤压力传感器(2)包括单模光纤(12)、陶瓷插针(13)、紧固件(14)和金属外壳(15)。
3.根据权利要求2所述一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，其特征在于：所述单模光纤(12)穿插过所述陶瓷插针(13)，并固定在所述陶瓷插针(13)中，通过所述单模光纤(12)端头镀有银薄膜(16)，所述银薄膜(16)厚度为5纳米。
4.根据权利要求3所述一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，其特征在于：所述所述陶瓷插针(13)贯穿埋设在所述紧固件(14)中。
5.根据权利要求4所述一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，其特征在于：所述金属外壳(15)为筒柱状，所述金属外壳(15)两端内壁设置有螺纹。
6.根据权利要求5所述一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，其特征在于：所述紧固件(14)通过螺纹紧密固定在所述金属外壳(15)一端内。
7.根据权利要求6所述一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，其特征在于：所述金属外壳(15)另一端内侧设置有金属膜片(17)。
8.根据权利要求7所述一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，其特征在于：金属外壳(15)内形成有一空气腔(18)。
9.根据权利要求1所述一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，其特征在于：所述第一输油管(7)、第二输油管(8)和第三输油管(9)为高压油管。
10.一种地震断裂带岩石应力监测方法，根据权利要求1-9提供的装置，其特征在于：高压油管内的油因受到来自所述压力枕(5)受到外力挤压变化，对所述金属膜片(17)产生压力，从而导致所述金属膜片(17)与所述单模光纤镀膜端面(12)距离L产生变化，从所述单模光纤(12)发出的光经所述金属膜片(17)后反射回到单模光纤端面之间的距离发生变化从而导致干涉条纹发生变化，经由光谱分析仪解析后，从而解调出空气腔间距L变化量并于预设值对比，反推出金属膜片受到的压力。

说明书全文

一种用于 地震 断裂带 岩石应力监测防雷光纤 传感器装置及

方法

技术领域

[0001] 本发明属于地质监测技术领域，具体涉及一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置。

背景技术

[0002] 现有的岩体应力监测仪器中，通常是埋放在监测预防钻孔内，其中的压力传感器大都是传统的有源器件，容易受到雷击损坏，基于这个问题设计了一种具有防雷，稳定性强的岩体应力监测仪器。传统的应力监测仪器一般是把仪器耦合在预制钻孔内，一般工作在野外或地震台站，一般传统的仪器压力传感器都是有源器件，信号传送是通过外部传感电路，一般能防御直击雷，但是监测装置耦合在地下具有一段电缆感应雷的破坏很难防御导致仪器的损坏。光纤传感器是无源器件、传输线路是光纤不受雷击影响，能防御直击雷和感应雷带引起强磁场变化，导致电路板内产生感应电流把电子元器件烧坏的问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，以解决上述背景技术中所提出的问题，本发明提供以下技术方案：一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，包括岩石应力感应装置和光纤压力传感器，其特征在于：所述岩石应力感应装置包括单角阀、三通阀和压力枕，所述单角阀连接有注油嘴，所述单角阀与所述三通阀之间通过第一输油管连接，所述三通阀与所述压力枕之间通过第二输油管，所述三通阀与所述光纤压力传感器之间通过第三输油管，所述第二输油管靠近所述压力枕一端外侧固定设置有导向杆，所述压力枕外部捆绑设置有若干橡胶圈。

[0004] 优选的，所述光纤压力传感器包括单模光纤、陶瓷插针、紧固件和金属外壳。

[0005] 优选的，所述单模光纤穿插过所述陶瓷插针，并固定在所述陶瓷插针中，通过所述单模光纤端头镀有银薄膜，所述银薄膜厚度为5纳米。

[0006] 优选的，所述所述陶瓷插针贯穿埋设在所述紧固件中。优选的，所述金属外壳为筒柱状，所述金属外壳两端内壁设置有螺纹。

[0007] 优选的，所述紧固件通过螺纹紧密固定在所述金属外壳一端内。

[0008] 优选的，所述金属外壳另一端内侧设置有金属膜片。

[0009] 优选的，所述金属外壳内形成有一空气腔。

[0010] 优选的，所述第一输油管、第二输油管和第三输油管为高压油管。

[0011] 一种地震断裂带岩石应力监测方法，高压油管内的油因受到来自所述压力枕5受到外力挤压变化，对所述金属膜片17产生压力，从而导致所述金属膜片17与所述单模光纤镀膜端面12距离L产生变化，从所述单模光纤12发出的光经所述金属膜片17后反射回到单模光纤端面之间的距离发生变化从而导致干涉条纹发生变化，经由光谱分析仪解析后，从而解调出空气腔间距L变化量并于预设值对比，反推出金属膜片受到的压力。

[0012] 与现有技术相比，本发明设计新颖、结构合理、便于拆卸，且适用性强。附图说明

[0013] 图1为本发明实施例提供的示意图；

[0014] 图2为本发明实施例提供的剖视图；

[0015] 图3为本发明实施例压力强度变化图；

[0016] 1-岩石应力感应装置，2-光纤压力传感器，3-单角阀，4-三通阀，5-压力枕，6-注油嘴，7-第一输油管，8-第二输油管，9-第三输油管，10-导向杆，11-橡胶圈，12-单模光纤，13-陶瓷插针，14-紧固件，15-金属外壳，16-银薄膜，17-金属膜片，18-空气腔。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图对本发明做进一步的解释说明，但不限制本发明的保护范围。

[0018] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0019] 实施例一：

[0020] 请参阅图1-2，一种用于地震断裂带岩石应力监测防雷光纤传感器装置，包括岩石应力感应装置1和光纤压力传感器2，其特征在于：所述岩石应力感应装置1包括单角阀3、三通阀4和压力枕5，所述单角阀3连接有注油嘴6，所述单角阀3与所述三通阀4之间通过第一输油管7连接，所述三通阀4与所述压力枕5之间通过第二输油管8，所述三通阀4与所述光纤压力传感器2之间通过第三输油管9，所述第二输油管8靠近所述压力枕5一端外侧固定设置有导向杆10，所述压力枕5外部捆绑设置有若干橡胶圈11。

[0021] 优选的，所述光纤压力传感器2包括单模光纤12、陶瓷插针13、紧固件14和金属外壳15。

[0022] 优选的，所述单模光纤12穿插过所述陶瓷插针13，并固定在所述陶瓷插针13中，通过所述单模光纤12端头镀有银薄膜16，所述银薄膜16厚度为5纳米，使用陶瓷插针13是便于单模光纤12的安装固定，且不易折损单模光纤12，镀设银薄膜16是为增加感应度。

[0023] 优选的，所述所述陶瓷插针13贯穿埋设在所述紧固件14中。

[0024] 优选的，所述金属外壳15为筒柱状，所述金属外壳15两端内壁设置有螺纹。

[0025] 优选的，所述紧固件14通过螺纹紧密固定在所述金属外壳15一端内。

[0026] 优选的，所述金属外壳15另一端内侧设置有金属膜片17。

[0027] 优选的，所述金属外壳15内形成有一空气腔18。

[0028] 优选的，所述第一输油管7、第二输油管8和第三输油管9为高压油管。

[0029] 具体使用时，首先通过注油嘴6向油管内注油，使其达到饱和状态，使用导向杆10将压力枕5送入需要监测的岩石孔洞，因压力枕5外侧的橡胶圈11受到挤压，油管内的油亦受到挤压，从而压迫金属膜片17，造成空气腔18中压力变化，从而达到单模光纤测量应力变化的需要。

[0030] 一种地震断裂带岩石应力监测方法，高压油管内的油因受到来自所述压力枕5受到外力挤压变化，对所述金属膜片17产生压力，从而导致所述金属膜片17与所述单模光纤镀膜端面12距离L产生变化，从所述单模光纤12发出的光经所述金属膜片17后反射回到单模光纤端面之间的距离发生变化从而导致干涉条纹发生变化，经由光谱分析仪解析后，从而解调出空气腔间距L变化量并于预设值对比，反推出金属膜片受到的压力。

[0031] 与现有技术相比，本发明设计新颖、结构合理、便于拆卸，且适用性强。

[0032] 本发明设计新颖、结构合理、便于拆卸，且还具有一定的把玩性，更能彰显佩戴者的个性，满足了当今消费者的需求。

[0033] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0034] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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