一种可测倾角的三维光纤加速度传感器系统技术方案

本申请涉及光纤检测技术领域，提供一种可测倾角的三维光纤加速度传感器系统，包括传感器和控制器。传感器包括壳体和设置在壳体内的固定件、悬臂梁、质量块、光纤光栅、倾角测量模块。控制器通过光缆与悬臂梁组件、倾角测量模块相连，被配置为根据光纤光栅的拉伸量或压缩量，计算传感器的第一加速度，根据倾角测量模块输出的第二加速度计算夹角，再根据夹角和第一加速度计算传感器的实际加速度。本申请中的传感器处于非理想姿态时，能够通过测量并计算传感器当前姿态与理想姿态之间的夹角，保证了地质监测精度。具有无源不带电，抗电磁干扰、传输距离远、成本低、测量精度高等优点，适用于不同的恶劣地质环境。同的恶劣地质环境。同的恶劣地质环境。

【技术实现步骤摘要】
一种可测倾角的三维光纤加速度传感器系统


[0001]本申请涉及光纤检测
，尤其涉及一种可测倾角的三维光纤加速度传感器系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着煤矿开采深度的不断增加及开采强度的不断加大，冲击地压已成为深部矿井开采面临的主要动力灾害之一。所以，在矿山或露天矿井等恶劣环境下通常需要进行微震监测，由于光纤加速度传感器具有无源不带电、灵敏度高、抗电磁干扰、传输距离远等显著优点，现已成为矿山高精度微震监测的重要技术手段，广泛应用于矿山、边坡、隧道等安全监测领域。
[0003]在光纤加速度传感器安装或工作过程中，安装姿态通常需要依靠施工者的经验进行判断，极大的影响了微震监测的精确度。若安装姿态与理想姿态发生偏移，光纤加速度传感器实际感应轴与理想感应轴方向存在一定角度的误差，导致微震监测数据劣化。或者在工作过程中，由于岩石破裂等原因导致的光纤加速度传感器的姿态变化，同样会存在一定的角度误差，影响监测效果。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种可测倾角的三维光纤加速度传感器系统，以解决现有传感器无法检测倾角而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可测倾角的三维光纤加速度传感器系统，其特征在于，包括：传感器，所述传感器包括：壳体；固定件，连接在所述壳体的内壁，所述固定件为长方体结构；多个悬臂梁组件，设置在所述固定件的不同侧壁上；所述悬臂梁组件包括：悬臂梁，一端设置在所述固定件的侧壁；其中，多个所述悬臂梁的延伸方向分别与第一空间直角坐标系的X轴、Y轴、Z轴的延伸方向相同；其中，所述第一空间直角坐标系是以所述传感器的第一顶点为原点建立的空间直角坐标系；质量块，设置在所述悬臂梁的另一端；所述质量块被配置为：在外界环境振动时产生振动，以带动所述悬臂梁振动，使所述悬臂梁在所述第一空间直角坐标系的位置发生改变；光纤光栅，连接在所述悬臂梁上，且所述光纤光栅的延伸方向与所述悬臂梁的延伸方向相同；所述光纤光栅被配置为：在所述悬臂梁振动时，产生拉伸或压缩；控制器，设置在所述壳体外，通过光缆与所述悬臂梁组件相连，所述控制器被配置为：根据所述光纤光栅的拉伸量或压缩量，计算在外界环境振动时，所述传感器分别沿第二空间直角坐标系的X0轴、Y0轴、Z0轴产生的第一加速度；其中，所述第二空间直角坐标系是所述第一空间直角坐标系的位置发生改变之后所形成的空间直角坐标系；所述传感器还包括，倾角测量模块，设置在所述固定件的侧壁上，通过光缆与所述控制器相连，被配置为：输出所述传感器分别沿所述X0轴、Y0轴、Z0轴的第二加速度；其中，所述第二加速度为所述传感器的重力加速度分别沿所述X0轴、Y0轴、Z0轴方向的分量；控制器还被配置为：接收并根据所述第二加速度计算所述传感器分别与所述X轴、Y轴、Z轴的夹角；并根据所述夹角与所述第一加速度计算所述传感器的实际加速度。2.根据权利要求1所述的可测倾角的三维光纤加速度传感器系统，其特征在于，所述实际加速度为所述第一加速度与所述夹角余弦值的比值。3.根据权利要求1所述的可测倾角的三维光纤加速度传感器系统，其特征在于，所述夹角包括所述传感器安装时的安装夹角与所述传感器振动时的振动夹角之和；其中，所述安装夹角为所述传感器安装时分别与所述X轴、Y轴、Z轴的夹角，所述安装夹角大于或等于0
°
；所述倾角测量模块还被配置为：根据所述传感器的重力加速度，计算所述传感器分别沿所述X0轴、Y0轴、Z0轴的第二加速度。4.根据权利要求1所述的可测倾角的三维光纤加速度传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，胡宾鑫，朱峰，宋广东，王纪强，蒋丽媛，
申请(专利权)人：山东省科学院激光研究所，
类型：发明
国别省市：