CN104236446A - 钻孔多分量应变测量头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的钻孔多分量应变测量头，应用于深井或地层中的应变测量，它包括：由薄壁金属材料制成的圆柱形金属筒，金属筒内固装有与金属筒同轴心的传感器固定架，在传感器固定架外周向的同一平面上设有至少八个等分圆周角且与金属筒内壁保持一定电容间隙的径向位移电容测微传感器；所述金属筒的轴心线上设有一固定传感器固定架的芯轴，金属筒两端还分别设有用于固定芯轴的定位块；使用时，径向位移测微传感器通过信号电缆联接地面数据采集器及数据处理计算机。
Description
【技术领域】
本发明涉及地震监测技术，尤其涉及地震深井监测中的钻孔多分量应变测量头。
【背景技术】
钻孔应变在地学观测中的作用越来越重要，这种仪器可以弥补测震和GPS观测的不足，在数秒直到数月的时段范围里发挥高精度的优势，为研究地壳运动提供观测资料。如今，将钻孔应变仪与其它观测仪器一起安装在同一个钻孔中进行综合观测已经成为一种发展趋势。
现在常用的钻孔多分量应变测量头的结构主要是将位移传感器以一定的间距安装在圆筒型探头内表面上，传感器分上、中、下不同位置，这种结构的特点是设备长度比较长，圆筒型探头的加工很困难，加工精度难以保证；另外，这结构对每个分量的装配调试非常麻烦且难以保证多个分量的一致性，传感器安装和调试很麻烦，直接影响测试性能和精度。
【发明内容】
本发明提供一种结构简单、控制方便，灵敏度高，长度短、体积小的钻孔多分量应变测量头。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
钻孔多分量应变测量头，应用于深井或地层中的应变测量，它包括：由薄壁金属材料制成的圆柱形金属筒，金属筒内固装有与金属筒同轴心的传感器固定架，在传感器固定架外周向的同一平面上设有至少八个等分圆周角且与金属筒内壁保持一定电容间隙的径向位移电容测微传感器；所述金属筒的轴心线上设有一固定传感器固定架的芯轴，金属筒两端还分别设有用于固定芯轴的定位块。
优选地，所述传感器固定架外周向的轴线方向上设有至少八个等分圆周角的凹槽，相邻两个凹槽中间的传感器固定架上固定有径向位移电容测微传感器。
优选地，所述传感器固定架根据测量精度需要通过调整传感器固定架外周壁与金属筒内壁之间的电容间隙设计为不同直径的系列。
优选地，所述金属筒采用不锈钢材料制成。
优选地，所述金属筒上、下两端的内径分别向外延伸形成便于固定定位块的台阶孔。
本发明的有益效果是：
本发明传感器固定架上的径向位移电容测微传感器处于同一平面和同一个圆上，与以往相比，整个设备的长度显著减小；由于径向位移电容测微传感器固定在传感器固定架外周向的轴线方向上，所以可以很容易的组成多个分量的传感器，且方便增大径向位移电容测微传感器的电容片面积，进而增加系统的灵敏度；同时，还可以根据测量需要，将传感器固定架设计为不同直径的系列，选择不同 直径的传感器固定架，达到调整分量传感器与金属筒内壁之间的电容间隙，来测量不同的精度，控制方便，大大提高设备的测量范围。
【附图说明】
图1是本发明的剖视结构示意图；
图2是本发明的截面结构示意图。
【具体实施方式】
钻孔多分量应变测量头，如图1和图2所示，应用于深井或地层中的应变测量，它包括：由薄壁金属材料制成的圆柱形金属筒1，该金属筒采用不锈钢材料制成；金属筒1内固装有与金属筒同轴心的传感器固定架2，在传感器固定架2外周向的同一平面上设有八个等分圆周角且与金属筒1内壁保持一定电容间隙的径向位移电容测微传感器3，具体为：传感器固定架2外周向的轴线方向上设有八个等分圆周角的凹槽20，相邻两个凹槽20中间的传感器固定架2上固定有径向位移电容测微传感器3；在金属筒1的轴心线上还设有一固定传感器固定架2的芯轴4，金属筒1两端还分别设有用于固定芯轴的定位块5，金属筒1上、下两端的内径分别向外延伸形成便于固定定位块5的台阶孔6，通过上下两个定位块5使分传感器固定架2上的径向位移电容测微传感器3自定心在金属筒1的中心；使用时，径向位移测微传感器3通过信号电缆联接地面数据采集器及数据处理计算机。
该实施例中，由于径向位移电容测微传感器3固定在传感器固定架2外周向的轴线方向上，所以可以很容易的组成多个分量的传感器，在传感器固定架2外周向可以不受空间限制来增大径向位移电容测微传感器3的电容片面积，进而 增加系统的灵敏度；同时，还可以根据测量需要，将传感器固定架2设计为不同直径的系列，选择不同直径的传感器固定架2，达到调整各个分量径向位移电容测微传感器3与金属筒1内壁之间的电容间隙，来实现测量不同的精度，控制和调试方便，大大提高设备的测量范围。
以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.钻孔多分量应变测量头，应用于深井或地层中的应变测量，其特征在于，它包括：
由薄壁金属材料制成的圆柱形金属筒，金属筒内固装有与金属筒同轴心的传感器固定架，在传感器固定架外周向的同一平面上设有至少八个等分圆周角且与金属筒内壁保持一定电容间隙的径向位移电容测微传感器；
所述金属筒的轴心线上设有一固定传感器固定架的芯轴，金属筒两端还分别设有用于固定芯轴的定位块。
2.根据权利要求1所述的钻孔多分量应变测量头，其特征在于，所述传感器固定架外周向的轴线方向上设有至少八个等分圆周角的凹槽，相邻两个凹槽中间的传感器固定架上固定有径向位移电容测微传感器。
3.根据权利要求1或2所述的钻孔多分量应变测量头，其特征在于，所述传感器固定架根据测量精度需要通过调整传感器固定架外周壁与金属筒内壁之间的电容间隙设计为不同直径的系列。
4.根据权利要求1所述的钻孔多分量应变测量头，其特征在于，所述金属筒采用不锈钢材料制成。
5.根据权利要求1所述的钻孔多分量应变测量头，其特征在于，所述金属筒上、下两端的内径分别向外延伸形成便于固定定位块的台阶孔。
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