一种基于光纤原理的工具面角传感器制造技术

本发明专利技术提供一种基于光纤原理的工具面角传感器，包括导轨和支架，导轨内壁设有环形槽，环形槽内安装环形橡胶座，橡胶座内壁沿圆周设有弧形槽，弧形槽内嵌入同轴电缆，同轴电缆为不闭合环形结构，环形槽内放置球体，球体直径等于环形槽的宽度，球体支撑于同轴电缆上，支架内壁和导轨外壁螺纹连接，支架上固定电路板，电路板连接同轴电缆两端，并由一端输入激光信号，于另一端接收激光信号，激光信号在通过同轴电缆受球体压迫部分时会发生改变，电路板检测传感器转动前后激光信号改变位置，并计算出球体绕导轨轴心转动的角度，即为工具面角。本发明专利技术的有益效果：利用电磁波在同轴电缆中的传播特性测量工具面角，测量准确，分辨率高。

A tool face angle sensor based on optical fiber principle

The invention provides a tool surface angle sensor based on the optical fiber principle, including a guide rail and a support, the inner wall of the guide rail is provided with an annular groove, the annular rubber seat is installed in the annular groove, the inner wall of the rubber seat is provided with an arc groove along the circumference, the coaxial cable is embedded in the arc groove, the coaxial cable is an unclosed annular structure, and the sphere is placed in the annular groove. The diameter of the sphere is equal to the width of the annular groove. The sphere is supported on the coaxial cable. The inner wall of the bracket is threaded to the outer wall of the guide rail. The circuit board is fixed on the bracket. The circuit board is connected to the two ends of the coaxial cable. The laser signal is input at one end and received at the other end. The position of the laser signal is changed before and after the sensor is rotated, and the angle of the sphere rotating around the axis of the guide rail is calculated, that is, the angle of the tool surface. The invention has the advantages of accurate measurement and high resolution by utilizing the propagation characteristics of electromagnetic wave in the coaxial cable to measure the tool face angle.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤原理的工具面角传感器
本专利技术涉及油气钻井非开挖
，尤其涉及一种基于光纤原理的工具面角传感器。
技术介绍
近年来，随着中国城镇化的加快，城市管道施工项目与日俱增，而传统的开挖式的管道铺设方式由于存在损坏道路、影响交通及干扰居民等缺点，越来越不适用现代化建设的需求，在此背景下，非开挖技术应用而生。非开挖技术是一种利用非开挖钻机等工具，在不开挖地表的情况下，在地下进行管道铺设的技术。在非开挖施工过程中，当钻机给钻杆提供向前的推力及旋转动力时，此时钻头均匀受到围岩的推力，从而实现直线钻进，当钻机给钻杆仅提供向前的推力时，由于钻头的特殊结构设计，使得钻头受力不均，导致钻孔轨迹研受力方向发生倾斜，此时可通过调整钻头高边工具面角(简称工具面角)来实现钻孔轨迹方位的变化，从而实现钻孔轨迹的造斜。工具面角通过工具面角传感器测得，而现有的传感器受到诸如精度不高、温漂过大、体积过大及安装精度要求过高等因素限制，无法满足更加精确化的非开挖导向需求，因此，急需研制一种精度较高，且适合非开挖工况环境要求的工具面角传感器。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种基于光纤原理的工具面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光纤原理的工具面角传感器，其特征在于：包括导轨和支架，所述导轨为环形，所述导轨内壁设有环形槽，所述环形槽内安装环形橡胶座，所述橡胶座内壁沿圆周设有弧形槽，所述弧形槽内嵌入同轴电缆，所述同轴电缆为不闭合环形结构，所述环形槽内放置球体，所述球体直径等于所述环形槽的宽度，所述球体支撑于所述同轴电缆上，所述支架内壁和所述导轨外壁螺纹连接，所述支架上固定电路板，所述电路板连接所述同轴电缆两端，并由所述同轴电缆一端输入激光信号，于另一端接收所述激光信号，所述激光信号在通过所述同轴电缆受所述球体压迫的部分时会发生改变，所述电路板检测所述工具面角传感器转动前后所述激光信号在所述同轴电缆上改变的位置...

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤原理的工具面角传感器，其特征在于：包括导轨和支架，所述导轨为环形，所述导轨内壁设有环形槽，所述环形槽内安装环形橡胶座，所述橡胶座内壁沿圆周设有弧形槽，所述弧形槽内嵌入同轴电缆，所述同轴电缆为不闭合环形结构，所述环形槽内放置球体，所述球体直径等于所述环形槽的宽度，所述球体支撑于所述同轴电缆上，所述支架内壁和所述导轨外壁螺纹连接，所述支架上固定电路板，所述电路板连接所述同轴电缆两端，并由所述同轴电缆一端输入激光信号，于另一端接收所述激光信号，所述激光信号在通过所述同轴电缆受所述球体压迫的部分时会发生改变，所述电路板检测所述工具面角传感器转动前后所述激光信号在所述同轴电缆上改变的位置，并计算出所述球体绕所述导轨轴心转动的角度，即为工具面角。2.如权利要求1所述的一种基于光纤原理的工具面角传感器，其特征在于：所述同轴电缆两端设置于所述弧形槽的最下部，所述球体支撑于所述同轴电缆两端。3.如权利要求1所述的一种基于光纤原理的工具面角传感器，其特征在于：所述工具面角传感器还包括外壳和底座，所述外壳侧端口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴川，丁华锋，韩磊，袁成翔，潘健，刘恒伟，吕帅锋，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42