[發明專利]一種基于三維光纖地應力傳感器的應力敏感元件

有效

• 申請號: 201611050876.2
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106644203B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 張建國;紀杰;呂有廠;郭建偉;楊戰標;朱元廣
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所;中國平煤神馬能源化工集團有限責任公司
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

1.一種基于三維光纖地應力傳感器的應力敏感元件，包括傳感器承載板(1-1)，其特征在于，還包括筒狀的傳感器外殼，傳感器外殼的上筒口與傳感器膜片(1-2)連接，傳感器膜片(1-2)的上表面通過圓柱形凸起與傳感器承載板(1-1)連接，傳感器外殼的下筒口與傳感器底面(1-4)連接，傳感器底面(1-4)下設置有應力敏感元件導線孔(1-5)，傳感器底面(1-4)上設置有環形的底座圓盤(2)，底座圓盤(2)的外環側與傳感器外殼內壁(1-3)貼合，底座圓盤(2)的內環側與懸臂梁型夾具(3)連接，傳感器膜片(1-2)的下表面與圓形截面鉤具(4)一端連接，圓形截面鉤具(4)另一端彎延至應力敏感元件導線孔(1-5)內，光纖布拉格光柵(5)頂端的連接光纖卡設在懸臂梁型夾具(3)內，光纖布拉格光柵(5)底端的連接光纖卡設在彎延至應力敏感元件導線孔(1-5)內的圓形截面鉤具(4)的端部上。

2.根據權利要求1所述的一種基于三維光纖地應力傳感器的應力敏感元件，其特征在于，所述的傳感器承載板(1-1)的中心軸線、圓柱形凸起的中心軸線、傳感器膜片(1-2)的中心軸線、傳感器外殼的中心軸線、底座圓盤(2)的中心軸線、應力敏感元件導線孔(1-5)的中心軸線以及光纖布拉格光柵(5)所在直線共線。

3.根據權利要求1所述的一種基于三維光纖地應力傳感器的應力敏感元件，其特征在于，所述的懸臂梁型夾具(3)包括端頭臺階(3-1)和懸臂梁梁身(3-4)，端頭臺階(3-1)的外側與底座圓盤(2)的內環側形狀適配，端頭臺階(3-1)的內側與懸臂梁梁身(3-4)一端連接，懸臂梁梁身(3-4)另一端開設有夾頭切口(3-5)。

4.根據權利要求3所述的一種基于三維光纖地應力傳感器的應力敏感元件，其特征在于，所述的端頭臺階(3-1)為弧形，懸臂梁梁身(3-4)的高度小于端頭臺階(3-1)的高度，懸臂梁梁身(3-4)一端連接于端頭臺階(3-1)的中部。

5.根據權利要求3所述的一種基于三維光纖地應力傳感器的應力敏感元件，其特征在于，所述的圓形截面鉤具(4)包括豎向短桿(4-2)、上部橫向連接桿(4-3)、縱向連接桿(4-4)、下部橫向連接桿(4-5)和矩形底板(4-6)，豎向短桿(4-2)頂部的圓形截面鉤具頂端(4-1)與傳感器膜片(1-2)連接，豎向短桿(4-2)的底部與上部橫向連接桿(4-3)一端連接，上部橫向連接桿(4-3)另一端與縱向連接桿(4-4)的頂端連接，縱向連接桿(4-4)的底端與下部橫向連接桿(4-5)一端連接，下部橫向連接桿(4-5)另一端與矩形底板(4-6)連接，矩形底板(4-6)上開設有鉤具切口(4-7)，光纖布拉格光柵(5)頂端的連接光纖卡設在夾頭切口(3-5)內，光纖布拉格光柵(5)底端的連接光纖卡設在鉤具切口(4-7)內。

6.根據權利要求5所述的一種基于三維光纖地應力傳感器的應力敏感元件，其特征在于，所述的夾頭切口(3-5)與光纖布拉格光柵(5)頂端的連接光纖之間涂設有環氧樹脂膠；所述的鉤具切口(4-7)與光纖布拉格光柵(5)底端的連接光纖之間涂設有環氧樹脂膠。