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專利名稱：可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可用于陸地及水下的 光纖激光檢波器。
背景技術(shù)：
光纖傳感器與對(duì)應(yīng)的常規(guī)傳感器相比，在靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍、可靠性 等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在國(guó)防、軍事應(yīng)用領(lǐng)域顯得尤為突出，被許多國(guó) 家列為重點(diǎn)發(fā)展的國(guó)防技術(shù)。
光纖檢波器是利用光纖的傳光特性以及它與周圍環(huán)境相互作用產(chǎn)生 的種種調(diào)制效應(yīng)，探測(cè)地表、地下、以及液體中的地震波信號(hào)的儀器。它 與傳統(tǒng)的壓電類傳感器相比，有以下主要優(yōu)勢(shì)頻帶寬、聲壓靈敏度高、 不受電磁干擾、重量輕、可設(shè)計(jì)成任意形狀，以及兼具信息傳感及光信息 傳輸于一身等優(yōu)點(diǎn)。
鑒于光纖檢波器的如上技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可滿足各發(fā)達(dá)國(guó)家在石油、軍事等 領(lǐng)域的要求，目前已經(jīng)在此方面積極展開研究。
TengLi，許兆文，劉波，董孝義等人分別報(bào)道了不同種類的光纖加速 度傳感器(檢波器的一種)。但是，上面報(bào)道的這些光纖加速度傳感器全 部是基于懸臂梁的技術(shù)方案。也就是將光纖光柵粘接在懸臂梁的表面，在 懸臂梁的自由端安裝質(zhì)量塊，當(dāng)有地震波信號(hào)時(shí)，懸臂梁振動(dòng)，從而在其 上下表面產(chǎn)生應(yīng)變，使光纖光柵的輸出波長(zhǎng)發(fā)生變化，從而解調(diào)出地震波 信號(hào)。在這些技術(shù)方案中存在一些共同問題。首先，體積較大，由于懸臂 梁要安裝在傳感器的內(nèi)部，并留有一定的空間安裝質(zhì)量塊等，傳感器的體 積不能做得很小， 一般尺寸都要大于50 mmx30 mmx40 mm。第二，橫向 靈敏度較大，懸臂梁和質(zhì)量塊在受到橫向激勵(lì)時(shí)不可避免的產(chǎn)生扭曲。董 孝義等人(實(shí)用新型專利ZL200420028862.7)提出了將質(zhì)量塊穿過(guò)導(dǎo)軌的 技術(shù)方案，該方案可在一定程度上減小橫向加速度靈敏度，但是導(dǎo)軌同時(shí)限制了質(zhì)量塊的移動(dòng)范圍。從而限制了傳感器的動(dòng)態(tài)范圍(定義為最大檢 測(cè)信號(hào)與最小檢測(cè)信號(hào)之比)。因此沒有根本上解決橫向靈敏度的問題。 第三，上述各種技術(shù)方案均沒有考慮在水下工作的情況，尤其是在深水中 當(dāng)水壓比較大的時(shí)候，傳感器外殼受壓變形將使其不能正常工作。
因此，如何減小傳感器的體積，減小橫向靈敏度的影響，并使傳感器 可以工作在陸地和水下是該類光纖檢波器目前尚未解決的技術(shù)問題，而此 類技術(shù)問題將很大程度上限制傳感器的應(yīng)用范圍。例如，在井下石油勘探
作業(yè)中，井口直徑不大于110 mm，因此傳感器的體積必須細(xì)小，以保證 可以順利安裝于井下。又如，在石油勘探作業(yè)中應(yīng)用時(shí)，為了獲得清晰的 地層剖面成像，要求檢波器的橫向靈敏度越低越好，這樣才可以分辨不同 方向的地震波信號(hào)。再如，當(dāng)進(jìn)行井下和海底石油勘探作業(yè)時(shí)，要求傳感 器能夠耐靜水壓，在某些情況下，靜水壓可達(dá)80 MPa以上。如上這些應(yīng) 用領(lǐng)域，都對(duì)地震檢波器提出了苛刻的性能要求，這也是本發(fā)明提出的技 術(shù)背景。
因此，本發(fā)明提出一種可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，用于在 軍事領(lǐng)域和石油勘探等民用領(lǐng)域的地震波勘探，重點(diǎn)解決傳感器的體積、 橫向靈敏度、水下靜壓平衡等問題。

發(fā)明內(nèi)容
(一) 要解決的技術(shù)問題
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種可用于陸地及水下的光纖 激光檢波器，以解決傳感器的體積、橫向靈敏度、水下靜壓平衡等問題。
(二) 技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，該光纖激光檢波器包括
主體筒IO，其內(nèi)部安裝有至少兩個(gè)膜片60及至少一個(gè)質(zhì)量塊50，質(zhì) 量塊50安裝于兩個(gè)膜片60之間；
襯筒80，安裝于主體筒10的內(nèi)表面，用于支撐膜片60;
延長(zhǎng)筒20，連接于主體筒10，用于為光纖激光器40保留足夠的空間，并壓緊膜片60;
在延長(zhǎng)筒20 —側(cè)壁開出的靜壓孔21 ，用于將檢波器內(nèi)部與外部聯(lián)通，
以平衡靜壓；
端蓋30，安裝于延長(zhǎng)筒20的端部，用于保護(hù)傳感器內(nèi)部、引出激光 器40，并固定光纖激光器40的一端；以及
光纖激光器40， 一端固定于端蓋30，另一端穿過(guò)延長(zhǎng)筒20、膜片60 及質(zhì)量塊50固定于質(zhì)量塊50的一端，用于檢測(cè)地震波信號(hào)。
上述方案中，所述主體筒10為一內(nèi)部有階梯的圓柱筒形結(jié)構(gòu)，包含 第一凸臺(tái)ll、第二凸臺(tái)12，以及用于引出光纖激光器40的尾纖的孔13。
上述方案中，所述襯筒80的外徑等于膜片60的外徑，以保證膜片60 的壓緊效果，但略小于主體筒10第一凸臺(tái)11與第二凸臺(tái)12之間部分的 內(nèi)徑，以便于順利安裝。
上述方案中，所述膜片60為中心對(duì)稱形狀，其中央包含一孔61，用 于安裝質(zhì)量塊50，孔61的周圍呈中心對(duì)稱形開有至少兩個(gè)用于聯(lián)通檢波 器內(nèi)部各部分的孔63，孔63之間形成肋62;膜片60作為限位元件，用 于控制檢波器頻響特性和靈敏度，并限制質(zhì)量塊50的橫向位移，以減小 檢波器的橫向靈敏度。
上述方案中，所述膜片60的安裝方式為其中一個(gè)膜片的孔63與另
一個(gè)膜片的肋62相對(duì)；
所述膜片60的個(gè)數(shù)與其孔63的個(gè)數(shù)的關(guān)系為孔63的個(gè)數(shù)可以被 膜片60的個(gè)數(shù)整除。
上述方案中，所述質(zhì)量塊50為一中間較粗，兩端較細(xì)的階梯形圓柱 結(jié)構(gòu)，其兩端較細(xì)部分用于安裝膜片60;質(zhì)量塊50作為慣性元件，用于 增加地震波信號(hào)引起的光纖激光器40的軸向應(yīng)變，并固定光纖激光器40 的另一端；
上述方案中，所述質(zhì)量塊50的兩端進(jìn)一步安裝有螺母52，以固定膜 片60和質(zhì)量塊50。
上述方案中，所述質(zhì)量塊50由多個(gè)形狀相同的、中間較粗兩端較細(xì) 的圓柱形質(zhì)量塊串接而成，并且在每一個(gè)較細(xì)的部位均安裝有一膜片60， 質(zhì)量塊50的個(gè)數(shù)等于膜片60的個(gè)數(shù)減一。上述方案中，當(dāng)所述質(zhì)量塊50由多個(gè)形狀相同的、中間較粗兩端較 細(xì)的圓柱形質(zhì)量塊串接而成時(shí)，其串接、并固定膜片60的方法為通過(guò)
螺母52同時(shí)將相鄰的兩個(gè)質(zhì)量塊旋緊在一起，并將膜片60壓緊在其中一
個(gè)質(zhì)量塊上。
上述方案中，所述膜片60與延長(zhǎng)筒20之間進(jìn)一步安裝卡環(huán)15使膜 片60壓緊在襯筒80上，以改善壓緊的效果。
上述方案中，所述膜片60與主體筒IO之間進(jìn)一步安裝墊圈16，以改 善壓緊的效果。
上述方案中，所述襯筒80的個(gè)數(shù)等于膜片60的個(gè)數(shù)減一。
(三)有益效果 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果
1、 本發(fā)明提供的這種可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，可以通 過(guò)利用圓柱形筒并安裝多個(gè)膜片及質(zhì)量塊的方式減小檢波器的體積。
2、 本發(fā)明提供的這種可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，可以通
過(guò)安裝多個(gè)膜片并對(duì)稱放置不同的膜片，以減小橫向靈敏度。
3、 本發(fā)明提供的這種可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，通過(guò)靜 壓平衡孔及膜片上的孔使檢波器的內(nèi)部完全聯(lián)通，以消除靜水壓的影響。


圖1為本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的結(jié)構(gòu)圖 (剖視圖)；
圖2為本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器安裝兩個(gè)質(zhì) 量塊和三個(gè)膜片時(shí)的示意圖3為本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的質(zhì)量塊 50由多個(gè)質(zhì)量塊構(gòu)成時(shí)的連接方式圖4為本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器中安裝卡環(huán) 15和墊圈16時(shí)的示意圖5為常見的圓形膜片的示意圖6為本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的膜片60有兩個(gè)孔和兩個(gè)肋時(shí)的示意圖(小孔)；
圖7為本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的膜片60 有兩個(gè)孔和兩個(gè)肋時(shí)的示意圖(大孔)；
圖8為本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的膜片60 有三個(gè)孔和三個(gè)肋時(shí)的示意圖(小孔)；
圖9為本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的膜片60 有三個(gè)孔和三個(gè)肋時(shí)的示意圖(大孔)；
圖10為本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的膜片60 有四個(gè)孔和四個(gè)肋時(shí)的示意圖11為本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光撿波器的膜片60 有五個(gè)孔和五個(gè)肋時(shí)的示意圖12為本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的膜片60 有六個(gè)孔和六個(gè)肋時(shí)的示意圖13為本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的質(zhì)量塊 50加長(zhǎng)并容納光纖激光器40時(shí)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí) 施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。 實(shí)施例一
請(qǐng)參照?qǐng)Dl，圖6~12，該可用于陸地及水下的光纖激光檢波器包括-主體筒IO，用于安裝膜片60及質(zhì)量塊50;延長(zhǎng)筒20，用于為光纖激光器 40保留足夠的空間，并壓緊膜片60;端蓋30，用于保護(hù)傳感器內(nèi)部、引 出激光器40，并固定光纖激光器40的一端；光纖激光器40，用于檢測(cè)地 震波信號(hào)；兩個(gè)膜片60，作為限位元件，用于控制檢波器頻響特性和靈敏 度，并限制質(zhì)量塊50的橫向位移，以減小檢波器的橫向靈敏度；安裝于 膜片60之間的質(zhì)量塊50，作為慣性元件，用于增加地震波信號(hào)引起的光 纖激光器40的軸向應(yīng)變，并固定光纖激光器40的另一端；膜片60上的 孔63，用于聯(lián)通檢波器內(nèi)部各部分；安裝于主體筒10內(nèi)的襯筒80，用于 支撐膜片60;靜壓孔21，用于將檢波器內(nèi)部與外部聯(lián)通，以平衡靜壓。質(zhì)量塊50的中央開有軸向孔51。光纖激光器40可以穿過(guò)端蓋30及 質(zhì)量塊50，其兩端分別固定在端蓋30上和質(zhì)量塊50上。固定的方式可以 為粘接或焊接。
本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的工作原理為，在 主體筒10的端部有孔19，用于安裝尾椎或螺紋，使檢波器可以安裝于土 壤中或被測(cè)物體上。當(dāng)有地震波信號(hào)時(shí)，質(zhì)量塊50在膜片60的約束下沿 主體筒的軸向振動(dòng)，從而帶動(dòng)光纖激光器40產(chǎn)生軸向應(yīng)變，引起其輸出 波長(zhǎng)發(fā)生變化。通過(guò)解調(diào)設(shè)備檢測(cè)波長(zhǎng)變化從而解調(diào)出地震波信號(hào)。
請(qǐng)參照?qǐng)D6 圖12，膜片60為中心對(duì)稱形狀，其中央包含一孔61，用 于安裝質(zhì)量塊50，孔61的周圍呈中心對(duì)稱形開有至少兩個(gè)孔63，孔63 之間形成肋62。
膜片60至少為兩個(gè)，且其安裝方式為其中之一的膜片的孔與另一膜 片的肋相對(duì)。膜片的個(gè)數(shù)與其孔63的個(gè)數(shù)的關(guān)系為，孔63的個(gè)數(shù)可以被 膜片60的個(gè)數(shù)整除。
本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的降低橫向靈敏 度的方法為，通過(guò)兩膜片相對(duì)錯(cuò)開安裝，即其中之一的膜片的孔與另一膜 片的肋相對(duì)的方式，降低橫向靈敏度。如圖7所示的膜片60，其在x方向 的抗彎剛度明顯大于y方向，因此，上下兩個(gè)膜片60相對(duì)錯(cuò)開安裝，可 同時(shí)降低沿x方向和y方向的橫向靈敏度。
同時(shí)，本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器亦可以通過(guò) 改變膜片60的孔63的大小以改變膜片60的有效面積，從而調(diào)整檢波器 的軸向靈敏度，如圖6和圖7所示。
質(zhì)量塊50為一中間較粗，兩端較細(xì)的階梯形圓柱結(jié)構(gòu)，其兩端較細(xì) 部分用于安裝膜片60。質(zhì)量塊50的兩端可進(jìn)一步安裝有螺母52，以固定 膜片60和質(zhì)量塊50。
主體筒為一內(nèi)部有階梯的圓柱筒形結(jié)構(gòu)，包含第一凸臺(tái)11,第二凸臺(tái) 12，以及用于引出光纖激光器40的尾纖的孔13。
襯筒的外徑等于膜片60的外徑，以保證膜片60的壓緊效果，但略小 于主體筒IO第一凸臺(tái)11與第二凸臺(tái)12之間部分的內(nèi)徑，以變順利安裝。
通過(guò)上面的描述可以看出，本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器通過(guò)圓柱形主體筒10包含內(nèi)部的各元件，有效的降低了傳感器
的體積，使傳感器的外徑可以小于10mm。
在主體筒10上包含有靜壓孔21，用于將檢波器內(nèi)部與外部聯(lián)通，孔 21結(jié)合膜片60上的孔63，使傳感器內(nèi)部各處聯(lián)通，以平衡靜壓，從而使 檢波器可以工作在水下。
實(shí)施例二
請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖6~12，該可用于陸地及水下的光纖激光檢波器包括 主體筒IO，用于安裝膜片60及質(zhì)量塊50;延長(zhǎng)筒20，用于為光纖激光器 40保留足夠的空間，并壓緊膜片60;端蓋30，用于保護(hù)傳感器內(nèi)部、引 出激光器40，并固定光纖激光器40的一端；光纖激光器40，用于檢測(cè)地 震波信號(hào)；兩個(gè)膜片60，作為限位元件，用于控制檢波器頻響特性和靈敏 度，并限制質(zhì)量塊50的橫向位移，以減小檢波器的橫向靈敏度；安裝于 膜片60之間的質(zhì)量塊50，作為慣性元件，用于增加地震波信號(hào)引起的光 纖激光器40的軸向應(yīng)變，并固定光纖激光器40的另一端；膜片60上的 孔63，用于聯(lián)通檢波器內(nèi)部各部分；安裝于主體筒10內(nèi)的襯筒80，用于 支撐膜片60;靜壓孔21，用于將檢波器內(nèi)部與外部聯(lián)通，以平衡靜壓。
質(zhì)量塊50的中央開有軸向孔51 。光纖激光器40可以穿過(guò)端蓋30及 質(zhì)量塊50，其兩端分別固定在端蓋30上和質(zhì)量塊50上。固定的方式可以 為粘接或焊接。
本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的工作原理與實(shí) 施例一相同。在主體筒10的端部有孔19，用于安裝尾椎或螺紋，使檢波 器可以安裝于土壤中或被測(cè)物體上。當(dāng)有地震波信號(hào)時(shí)，質(zhì)量塊50在膜 片60的約束下沿主體筒的軸向振動(dòng)，從而帶動(dòng)光纖激光器40產(chǎn)生軸向應(yīng) 變，引起其輸出波長(zhǎng)發(fā)生變化。通過(guò)解調(diào)設(shè)備檢測(cè)波長(zhǎng)變化從而解調(diào)出地 震波信號(hào)。
請(qǐng)參照?qǐng)D6 圖12，膜片60為中心對(duì)稱形狀，其中央包含一孔61，用 于安裝質(zhì)量塊50，孔61的周圍呈中心對(duì)稱形開有至少兩個(gè)孔63，孔63 之間形成肋62。
膜片60在本實(shí)施例中為三個(gè)，且其安裝方式為其中之一的膜片的孔與另一膜片的肋相對(duì)。膜片的個(gè)數(shù)與其孔63的個(gè)數(shù)的關(guān)系為，孔63的個(gè) 數(shù)可以被膜片60的個(gè)數(shù)整除，因此在本實(shí)施例中可以安裝如圖8或圖9 所示的膜片60。
本發(fā)明提供的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器的降低橫向靈敏 度的方法為，通過(guò)兩膜片相對(duì)錯(cuò)開安裝，即其中之一的膜片的孔與另一膜 片的肋相對(duì)的方式，降低橫向靈敏度。
質(zhì)量塊50為一中間較粗，兩端較細(xì)的階梯形圓柱結(jié)構(gòu)，其兩端較細(xì) 部分用于安裝膜片60。質(zhì)量塊50的兩端可進(jìn)一步安裝有螺母52，以固定 膜片60和質(zhì)量塊50。
質(zhì)量塊50可由多個(gè)形狀相同的、中間較粗兩端較細(xì)的圓柱形質(zhì)量塊 串接而成，并且在每一個(gè)較細(xì)的部位均安裝有一膜片60，質(zhì)量塊50的個(gè) 數(shù)等于膜片60的個(gè)數(shù)減一。在本實(shí)施例中，質(zhì)量塊50由兩個(gè)質(zhì)量塊構(gòu)成， 故安裝有三個(gè)膜片60.
請(qǐng)參照?qǐng)D3，當(dāng)質(zhì)量塊50當(dāng)由多個(gè)形狀相同的、中間較粗兩端較細(xì)的 圓柱形質(zhì)量塊串接而成時(shí)，其串接、并固定膜片60的方法為，通過(guò)螺母 52同時(shí)將相鄰的兩個(gè)質(zhì)量塊旋緊在一起，并將膜片60壓緊在其中一個(gè)質(zhì) 量塊上。
主體筒10與實(shí)施例一相同，為一內(nèi)部有階梯的圓柱筒形結(jié)構(gòu)，包含 第一凸臺(tái)ll，第二凸臺(tái)12,以及用于引出光纖激光器40的尾纖的孔13。
襯筒80的外徑等于膜片60的外徑，以保證膜片60的壓緊效果，但 略小于主體筒10第一凸臺(tái)11與第二凸臺(tái)12之間部分的內(nèi)徑，以變順利安裝。
襯筒80的個(gè)數(shù)等于膜片60的個(gè)數(shù)減一。在本實(shí)施例中，包含兩個(gè)襯 筒80，分別安裝在三個(gè)膜片60的中間。
本實(shí)施例平衡靜水壓及減小檢波器體積方面的方法和原理同實(shí)施例
實(shí)施例三
請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖6~12，該可用于陸地及水下的光纖激光檢波器包括 主體筒IO，用于安裝膜片60及質(zhì)量塊50;延長(zhǎng)筒20，用于為光纖激光器40保留足夠的空間，并壓緊膜片60;端蓋30，用于保護(hù)傳感器內(nèi)部、引
出激光器40，并固定光纖激光器40的一端；光纖激光器40，用于檢測(cè)地 震波信號(hào)；兩個(gè)膜片60，作為限位元件，用于控制檢波器頻響特性和靈敏 度，并限制質(zhì)量塊50的橫向位移，以減小檢波器的橫向靈敏度；安裝于 膜片60之間的質(zhì)量塊50，作為慣性元件，用于增加地震波信號(hào)引起的光 纖激光器40的軸向應(yīng)變，并固定光纖激光器40的另一端；膜片60上的 孔63，用于聯(lián)通檢波器內(nèi)部各部分；安裝于主體筒10內(nèi)的襯筒80，用于 支撐膜片60;靜壓孔21，用于將檢波器內(nèi)部與外部聯(lián)通，以平衡靜壓。
本實(shí)施例中，檢波器的工作原理、減小橫向靈敏度的工作原理、平衡 靜水壓的原理與實(shí)施例一同。所不同的是，為了使傳感器的一致性提高， 需要改進(jìn)膜片60與主體筒10及襯筒80之間的壓緊效果。本發(fā)明提供的 檢波器一般為金屬機(jī)加工而成。因此當(dāng)機(jī)加工表面光潔度不是很高時(shí)，膜 片60的夾緊效果將難于控制，因此造成檢波器的一致性降低。
鑒于此，在膜片60與延長(zhǎng)筒20之間可進(jìn)一步安裝卡環(huán)15使膜片60 壓緊在襯筒80上，以改善壓緊的效果。同時(shí)，膜片60與主體筒10之間 可進(jìn)一步安裝墊圈16，以改善壓緊的效果。
實(shí)施例四
請(qǐng)參照?qǐng)D13，圖6~12，該可用于陸地及水下的光纖激光檢波器包括 主體筒IO，用于安裝膜片60及質(zhì)量塊50;延長(zhǎng)筒20，用于為光纖激光器 40保留足夠的空間，并壓緊膜片60;端蓋30，用于保護(hù)傳感器內(nèi)部、引 出激光器40，并固定光纖激光器40的一端；光纖激光器40，用于檢測(cè)地 震波信號(hào)；兩個(gè)膜片60，作為限位元件，用于控制檢波器頻響特性和靈敏 度，并限制質(zhì)量塊50的橫向位移，以減小檢波器的橫向靈敏度；安裝于 膜片60之間的質(zhì)量塊50，作為慣性元件，用于增加地震波信號(hào)引起的光 纖激光器40的軸向應(yīng)變，并固定光纖激光器40的另一端；膜片60上的 孔63，用于聯(lián)通檢波器內(nèi)部各部分；安裝于主體筒10內(nèi)的襯筒80，用于 支撐膜片60;靜壓孔21，用于將檢波器內(nèi)部與外部聯(lián)通，以平衡靜壓。
本實(shí)施例中，檢波器的工作原理、減小橫向靈敏度的工作原理、平衡 靜水壓的原理與實(shí)施例一同。所不同的是，為了使傳感器的靈敏度提高，需要增加質(zhì)量塊50的質(zhì)量，在不增加檢波器外徑的情況下，即可增加質(zhì)
量塊50的長(zhǎng)度以增加質(zhì)量塊50的質(zhì)量。
鑒于此，可以將光纖激光器40的主體部分容納在質(zhì)量塊50的孔51 內(nèi)。孔51的長(zhǎng)度與光纖激光器40的長(zhǎng)度基本相當(dāng)。光纖激光器40的一 端固定在端蓋30的孔31處，另一端可以固定在質(zhì)量塊50的孔51的下端 部55處。這樣，質(zhì)量塊50同時(shí)可以起到保護(hù)光纖激光器40的作用。
此外，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案并不受限于上述四個(gè)實(shí)施例，比如， 膜片60的個(gè)數(shù)可以更多而不只三個(gè)，質(zhì)量塊50和襯筒80的個(gè)數(shù)亦可隨 之增加亦不只于2個(gè)。如圖6 12所示，膜片60的孔63的個(gè)數(shù)亦可根據(jù) 情況增加。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行 了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而 已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，其特征在于，該光纖激光檢波器包括主體筒(10)，其內(nèi)部安裝有至少兩個(gè)膜片(60)及至少一個(gè)質(zhì)量塊(50)，質(zhì)量塊(50)安裝于兩個(gè)膜片(60)之間；襯筒(80)，安裝于主體筒(10)的內(nèi)表面，用于支撐膜片(60)；延長(zhǎng)筒(20)，連接于主體筒(10)，用于為光纖激光器(40)保留足夠的空間，并壓緊膜片(60)；在延長(zhǎng)筒(20)一側(cè)壁開出的靜壓孔(21)，用于將檢波器內(nèi)部與外部聯(lián)通，以平衡靜壓；端蓋(30)，安裝于延長(zhǎng)筒(20)的端部，用于保護(hù)傳感器內(nèi)部、引出激光器(40)，并固定光纖激光器(40)的一端；以及光纖激光器(40)，一端固定于端蓋(30)，另一端穿過(guò)延長(zhǎng)筒(20)、膜片(60)及質(zhì)量塊(50)固定于質(zhì)量塊(50)的一端，用于檢測(cè)地震波信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，其 特征在于，所述主體筒(10)為一內(nèi)部有階梯的圓柱筒形結(jié)構(gòu)，包含第一 凸臺(tái)(11)、第二凸臺(tái)(12)，以及用于引出光纖激光器(40)的尾纖的孔(13)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，其 特征在于，所述襯筒(80)的外徑等于膜片(60)的外徑，以保證膜片(60) 的壓緊效果，但略小于主體筒(10)第一凸臺(tái)(11)與第二凸臺(tái)(12)之 間部分的內(nèi)徑，以便于順利安裝。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，其 特征在于，所述膜片(60)為中心對(duì)稱形狀，其中央包含一孔(61)，用 于安裝質(zhì)量塊(50)，孔(61)的周圍呈中心對(duì)稱形開有至少兩個(gè)用于聯(lián) 通檢波器內(nèi)部各部分的孔(63)， ？L (63)之間形成肋(62);膜片(60) 作為限位元件，用于控制檢波器頻響特性和靈敏度，并限制質(zhì)量塊(50) 的橫向位移，以減小檢波器的橫向靈敏度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，其特征在于，所述膜片(60)的安裝方式為其中一個(gè)膜片的孔(63)與另一個(gè)膜片的肋(62)相對(duì)；所述膜片(60)的個(gè)數(shù)與其孔(63)的個(gè)數(shù)的關(guān)系為？L (63)的個(gè) 數(shù)可以被膜片(60)的個(gè)數(shù)整除。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，其 特征在于，所述質(zhì)量塊(50)為一中間較粗，兩端較細(xì)的階梯形圓柱結(jié)構(gòu)， 其兩端較細(xì)部分用于安裝膜片(60);質(zhì)量塊(50)作為慣性元件，用于 增加地震波信號(hào)引起的光纖激光器(40)的軸向應(yīng)變，并固定光纖激光器(40)的另一端。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，其 特征在于，所述質(zhì)量塊(50)的兩端進(jìn)一步安裝有螺母(52)，以固定膜 片(60)和質(zhì)量塊(50)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，其 特征在于，所述質(zhì)量塊(50)由多個(gè)形狀相同的、中間較粗兩端較細(xì)的圓 柱形質(zhì)量塊串接而成，并且在每一個(gè)較細(xì)的部位均安裝有一膜片(60)， 質(zhì)量塊(50)的個(gè)數(shù)等于膜片(60)的個(gè)數(shù)減一。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，其 特征在于，當(dāng)所述質(zhì)量塊(50)由多個(gè)形狀相同的、中間較粗兩端較細(xì)的 圓柱形質(zhì)量塊串接而成時(shí)，其串接、并固定膜片(60)的方法為通過(guò)螺 母(52)同時(shí)將相鄰的兩個(gè)質(zhì)量塊旋緊在一起，并將膜片(60)壓緊在其 中一個(gè)質(zhì)量塊上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，其 特征在于，所述膜片(60)與延長(zhǎng)筒(20)之間進(jìn)一步安裝卡環(huán)(15)使 膜片(60)壓緊在襯筒(80)上，以改善壓緊的效果。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，其 特征在于，所述膜片(60)與主體筒(10)之間進(jìn)一步安裝墊圈(16)， 以改善壓緊的效果。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，其 特征在于，所述襯筒(80)的個(gè)數(shù)等于膜片(60)的個(gè)數(shù)減一。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可用于陸地及水下的光纖激光檢波器，包括主體筒，其內(nèi)部安裝有至少兩個(gè)膜片及至少一個(gè)質(zhì)量塊，質(zhì)量塊安裝于兩個(gè)膜片之間；襯筒，安裝于主體筒的內(nèi)表面，用于支撐膜片；延長(zhǎng)筒，連接于主體筒，用于為光纖激光器保留足夠的空間，并壓緊膜片；在延長(zhǎng)筒一側(cè)壁開出的靜壓孔，用于將檢波器內(nèi)部與外部聯(lián)通，以平衡靜壓；端蓋，安裝于延長(zhǎng)筒的端部，用于保護(hù)傳感器內(nèi)部、引出激光器，并固定光纖激光器的一端；以及光纖激光器，一端固定于端蓋，另一端穿過(guò)延長(zhǎng)筒、膜片及質(zhì)量塊固定于質(zhì)量塊的一端，用于檢測(cè)地震波信號(hào)。利用本發(fā)明，可以減小檢波器的體積，減小橫向靈敏度，消除靜水壓的影響。
文檔編號(hào)G01V1/16GK101598802SQ200910087349
公開日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者劉育梁, 張發(fā)祥, 張文濤, 芳 李, 李學(xué)成 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所