[發(fā)明專利]自帶溫度補(bǔ)償功能的光纖光柵地震加速度矢量檢波器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210460700.3
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114814933A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊偉;雷少康;緱樂康;張鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號: G01V1/18
• 分類號: G01V1/18
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責(zé)任公司 61201
• 代理人: 郝燕燕

1.一種自帶溫度補(bǔ)償功能的光纖光柵地震加速度矢量檢波器，其特征在于：檢波器外殼(2)內(nèi)設(shè)置有雙拱梁傳感結(jié)構(gòu)，檢波器外殼(2)底部安裝口上設(shè)置有底蓋(4)，底蓋(4)中心位置設(shè)置有檢波器尾錐(5)；所述雙拱梁傳感結(jié)構(gòu)為雙拱梁結(jié)構(gòu)體(3)上安裝有串聯(lián)的第一X方向傳感光纖(6)、第二X方向傳感光纖(9)、第一Y方向傳感光纖(10)、第二Y方向傳感光纖(7)、Z方向傳感光纖(8)，雙拱梁結(jié)構(gòu)體(3)為安裝塊(3-1)和質(zhì)量塊(3-3)之間對稱設(shè)置有相同的弧形結(jié)構(gòu)的左拱梁(3-4)和右拱梁(3-2)，安裝塊(3-1)和質(zhì)量塊(3-3)及左拱梁(3-4)和右拱梁(3-2)連為一體且中部形成長圓形的空腔，左拱梁(3-4)兩端豎直方向貫穿設(shè)置有第一X方向傳感光纖(6)，第一X方向傳感光纖(6)上刻寫的第一X方向傳感光柵(6-1)位于空腔內(nèi)呈懸空狀態(tài)，右拱梁(3-2)兩端豎直方向貫穿設(shè)置有第二X方向傳感光纖(9)，第二X方向傳感光纖(9)上刻寫的第二X方向傳感光柵(9-1)位于空腔內(nèi)呈懸空狀態(tài)，安裝塊(3-1)和質(zhì)量塊(3-3)前后側(cè)面中心豎直方向分別設(shè)置有刻寫有第一Y方向傳感光柵(10-1)的第一Y方向傳感光纖(10)和刻寫有第二Y方向傳感光柵(7-1)的第二Y方向傳感光纖(7)，第一Y方向傳感光柵(10-1)和第二Y方向傳感光柵(7-1)分別位于空腔前后兩側(cè)且呈懸空狀態(tài)，安裝塊(3-1)和質(zhì)量塊(3-3)內(nèi)部中心貫穿設(shè)置有刻寫有Z方向傳感光柵(8-1)的Z方向傳感光纖(8)，Z方向傳感光柵(8-1)位于空腔內(nèi)呈懸空狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自帶溫度補(bǔ)償功能的光纖光柵地震加速度矢量檢波器，其特征在于：所述第一X方向傳感光纖(6)和第二X方向傳感光纖(9)的中心線所在平面與第一Y方向傳感光纖(10)和第二Y方向傳感光纖(7)的中心線所在平面垂直，且兩個(gè)平面的交線與Z方向傳感光纖(8)的中心線重合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述自帶溫度補(bǔ)償功能的光纖光柵地震加速度矢量檢波器，其特征在于：所述第一X方向傳感光纖(6)與第二X方向傳感光纖(9)相同；所述第一X方向傳感光柵(6-1)與第二X方向傳感光柵(9-1)相同；所述第一Y方向傳感光纖(10)和第二Y方向傳感光纖(7)相同，所述第一Y方向傳感光柵(10-1)和第二Y方向傳感光柵(7-1)相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述自帶溫度補(bǔ)償功能的光纖光柵地震加速度矢量檢波器，其特征在于：所述檢波器外殼(2)頂部中心設(shè)置有光纖法蘭(1)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述自帶溫度補(bǔ)償功能的光纖光柵地震加速度矢量檢波器，其特征在于，所述雙拱梁傳感結(jié)構(gòu)的Z方向的靈敏度為：

式中，P_eZ為Z方向傳感光纖(8)的有效彈光系數(shù)，M為質(zhì)量塊(3-3)的重量，K₁為雙拱梁的剛度，L_Z為Z方向傳感光纖(8)的有效長度，λ_z為Z方向傳感光柵(8-1)在自由狀態(tài)下的布拉格反射波長；

X方向的靈敏度為：

式中，P_eX為Z方向傳感光纖(8)的有效彈光系數(shù)，λ_X為第一X方向傳感光柵(6-1)的中心波長,L_X為第一X方向傳感光纖(6)的有效長度；

Y方向靈敏度為：

式中，P_eY為Y方向傳感光纖的有效彈光系數(shù)，λ_Y為第一Y方向傳感光柵(10-1)的中心波長,L_Y為第一Y方向傳感光纖(10)的有效長度，K₂為雙拱梁的彎曲剛度。