The invention discloses a multi-point fiber Bragg grating hole wall strain gauge and a hole wall strain detection method, in which the multi-point fiber Bragg grating hole wall strain gauge includes a measuring cylinder part and a piston guiding part; the measuring cylinder part includes sensing fiber, positioning pin, installation rod, binder retaining ring, measuring cylinder cavity, rubber chamber, fiber Bragg strain sensor, epoxy resin shell and pin. The guide part of the piston includes pin hole, piston rod, rubber outlet hole, adhesive retaining ring and guide. The beneficial effect of the present invention is that a hole wall strain detection method based on a multi-point FBG strain sensor with temperature compensation is proposed, and a FBG hole wall strain gauge is developed. The invention has the advantages of strong anti-electromagnetic interference ability, good corrosion resistance, small volume, high precision and large measurement range, and has simple structure, small size, fast and convenient installation and measurement process, and can realize the hole wall strain measurement in the 38-40mm installation sub-hole.
【技术实现步骤摘要】
多点式光纤光栅孔壁应变计及孔壁应变检测方法
本专利技术涉及地球物理岩体应力测量领域，具体地说，涉及一种多点式光纤光栅孔壁应变计及孔壁应变检测方法。主要应用于套芯应力解除地应力测量领域，其功能是采用布设在弹性模量已知空心管壁上的多个带温度补偿单元的光纤光栅应变传感器，先将其安装进入测量子孔，在套芯过程中观测由于岩芯解除引起的子孔孔壁变形或应变，并通过孔口外光纤光栅解调仪将传感器应变数据记录并存储到计算机，根据测得的子孔孔壁应变，通过孔壁应变测量应力计算理论和空心包体应变测量应力计算理论及公式(蔡美峰，1999)求出子孔周围的原岩应力状态。
技术介绍
深部地壳应力状态的观测与估算是地应力实测工作的一个重要难点问题，从地应力概念提出至今，各国科学家提出的数十种地应力测试方法按照其数据来源归类，大概可以分为五大类：基于岩芯的方法、基于钻孔的方法、地质学方法、地球物理方法(或地震学方法)、基于地下空间的方法(Hilletal.，1994；AmadeiandStephasson，1997)。套芯应力解除法作为一种基于钻孔的地应力测量常用方法，通过监测岩芯从母岩解除下来过程中的...
【技术保护点】
1.一种多点式光纤光栅孔壁应变计，包括测量筒体部分和活塞导向部分；其特征在于：测量筒体部分包括传感光纤(21)、定位销(22)、安装杆(23)、粘结剂挡圈(24)、测量筒体内腔(25)、胶室(26)、光纤光栅应变传感器(27)、环氧树脂外壳(28)和销钉孔(29)；活塞导向部分包括销钉孔(29')、活塞杆(30)、出胶孔(31)、粘结剂挡圈(24')和导向器(32)；粘结剂挡圈(24)与粘结剂挡圈(24')之间部分为测量段，传感光纤(21)从安装杆(23)的中间孔进入测量筒体内腔(25)并与光纤光栅应变传感器(27)串联，定位销(22)插在安装杆(23)上，粘结剂挡圈(24...
【技术特征摘要】
1.一种多点式光纤光栅孔壁应变计，包括测量筒体部分和活塞导向部分；其特征在于：测量筒体部分包括传感光纤(21)、定位销(22)、安装杆(23)、粘结剂挡圈(24)、测量筒体内腔(25)、胶室(26)、光纤光栅应变传感器(27)、环氧树脂外壳(28)和销钉孔(29)；活塞导向部分包括销钉孔(29')、活塞杆(30)、出胶孔(31)、粘结剂挡圈(24')和导向器(32)；粘结剂挡圈(24)与粘结剂挡圈(24')之间部分为测量段，传感光纤(21)从安装杆(23)的中间孔进入测量筒体内腔(25)并与光纤光栅应变传感器(27)串联，定位销(22)插在安装杆(23)上，粘结剂挡圈(24)的作用是防止粘结剂水漏出，胶室(26)注满调制粘结剂，将光纤光栅应变传感器(27)封装在弹性模量已知的测量筒体内腔(25)管壁上，外面覆盖一层环氧树脂外壳(28)以便与测量子孔(38)孔壁的耦合，销钉孔(29、29')的作用是插入销钉(39)将测量筒体部分与活塞导向部分连接；活塞导向部分中，活塞杆(30)的尾部有多个出胶孔(31)，粘结剂挡圈(24')的作用是防止粘结剂漏出，导向器(32)的作用是将孔壁应变计装入测量子孔(38)的指定位置中。2.根据权利要求1所述的多点式光纤光栅孔壁应变计，其特征在于：根据多个光纤光栅应变传感器能够在一根光纤上串联集成的特点,光纤光栅应变传感器(27)采用单截面多点式安装方式，共分A、B和C三组，每组有4个光纤光栅应变传感器；A、B和C三组传感器位于测量筒体内腔(25)管壁上，沿圆周均匀分布，即相邻间隔120°，每组传感器组件有4个光纤光栅应变传感器，其分别与Z轴的夹角分别为45°、90°、135°和0°，即一个多点式光纤光栅孔壁应变计包括3组共计12个光纤光栅应变传感器。3.根据权利要求2所述的多点式光纤光栅孔壁应变计，其特征在于：光纤光栅应变传感器(27)的连接方式：利用4根传感光纤(21)将12个光纤光栅应变传感器(27)分4组进行串联连接；L1号光纤连接3号、7号和11号传感器，其安装角度均为与Z轴的夹角135°；L2号光纤连接2号、6号和10号传感器，其安装角度均为与Z轴的夹角0°；L3号光纤连接1号、5号和9号传感器，其安装角度均为与Z轴的夹角90°；L4号光纤连接4号、8号和12号传感器，其安装角度均为与Z轴的夹角45°；每组传感器组件...
【专利技术属性】
技术研发人员：王成虎，刘一民，高桂云，周昊，侯正阳，
申请(专利权)人：中国地震局地壳应力研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。