[实用新型]一种多维增敏振动传感光缆

说明书

本实用新型公开了一种多维增敏振动传感光缆，包括竖向增敏层、横向增敏层、环向增敏层和弹性护套，竖向增敏层置于最内侧，竖向增敏层外部设横向增敏层，横向增敏层外部设环向增敏层，环向增敏层外部设弹性护套。本实用新型中，根据振动方向设置竖向增敏层、横向增敏层与环向增敏层，竖向增敏层通过质量振子的动力放大作用方式增大竖向振动，横向增敏层采用紧包护套增强振动的传递效果与约束其他方向振动的方式来增强横向振动，环向增敏层通过弹性体增加接受振动传递面积来增大环向振动，使光纤的弹光效应增强，增加了振动传感光缆的感测范围与测量精度，解决普通光纤用于感测外部振动能量时出现的反映迟钝、响应范围窄与监测准确率低等问题。

技术领域

本实用新型属于光纤传感技术领域，具体涉及一种多维增敏振动传感光缆。

背景技术

分布式光纤振动传感技术已经在资源勘探、地震监测、结构安全和周界安防等领域展现出巨大的应用潜力。振动传感光缆作为分布式光纤振动传感技术的传感元件，对振动信号或能量的感测结果具有至关重要的影响。而目前所采用的振动传感光缆大多采用普通的单模光缆，外界微小的振动无法引起其光学效应的改变，进而无法对外界微小的振动进行感知，从而导致振动信号的测量范围变窄，限制了分布式光纤传感技术的进一步发展。为了提高振动传感光缆对外界振动的感测能力，亟需一种灵敏度更高的振动传感光缆。

振动主要分为面波和体波，面波的方向平行于结构体，体波的方向垂直于结构体。面波一般可以通过增加光缆与结构体的耦合程度从而增强振动的传递，但对于体波，由于波的运动方向与铺设在结构体上的光缆垂直，故对于普通振动光缆，其仅有内部光纤的横截面可以感测振动，从而导致接受振动的面积小，敏感度低。

中国发明专利，申请号为201310080255.9，公开了一种高敏感度振动探测光缆，该光缆将振动填充材料改成弹性树脂材料来减小振动传递的损失，从而实现振动的增敏，但是上述方式并未增强传递给光缆的振动，仅减小了振动传递的损失，若外界传递给光缆的振动很小，该方式将无法发挥增敏作用。

中国实用新型专利，申请号为201621302969.5，公开了一种高灵敏度金属基带铠装振动传感光缆，该振动传感光缆将光缆护套改成金属材质的护套，为了增强光缆接受振动的面积，将光缆设计成扁平状。若外界传递给光缆的是平行于光缆的面波，可以在一定程度上增强光缆的灵敏度，但是，若外界振动传递过来的是垂直于光缆的体波，上述方式并不能实现光缆的增敏。

因此，设计出感测范围宽、监测精度高的振动传感光缆具有重要的现实意义。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种多维增敏振动传感光缆。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本实用新型采用的技术方案为：

一种多维增敏振动传感光缆，包括同轴设置的竖向增敏层、横向增敏层、环向增敏层和弹性护套，所述竖向增敏层置于最内侧，所述竖向增敏层外部设置有横向增敏层，所述横向增敏层外部设置有环向增敏层，所述环向增敏层外部设置有弹性护套。

在本实用新型提供的一种多维增敏振动传感光缆中，所述竖向增敏层包括第一光纤、定点端子、质量振子和铠装护套，所述第一光纤上设置有若干个定点端子和质量振子，所述铠装护套包覆第一光纤、定点端子和质量振子，所述铠装护套的直径略大于定点端子的直径，所述铠装护套不限制质量振子的竖向振动。

在本实用新型提供的一种多维增敏振动传感光缆中，所述定点端子内表面通过胶水与第一光纤外表面粘贴固定，所述定点端子外表面通过胶水与铠装护套的内表面粘贴固定，相邻两个定点端子之间设置一个质量振子，所述定点端子、质量振子、铠装护套同轴设置。

在本实用新型提供的一种多维增敏振动传感光缆中，所述质量振子采用卡接或胶接的方式固定在相邻两个定点端子之间的中心位置，所述质量振子的质量与相邻两个定点端子组成的定点区间长度成正比。