CN114323252A - 一种光纤光栅检波器的保护装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种光纤光栅检波器的保护装置，涉及光纤传感技术领域，包括主体结构和设于主体结构两端的密封结构；主体结构包括外套筒和过渡垫，过渡垫一端与光纤光栅检波器的出纤端连接，过渡垫另一端与主体结构上端的密封结构压紧贴合，外套筒套设于光纤光栅检波器和过渡垫的外部，主体结构下端的密封结构与光纤光栅检波器的底端连接；光纤光栅检波器的进光光纤依次穿过出纤端、过渡垫和主体结构上端的密封结构后被导出保护装置；光纤光栅检波器的出光光纤穿过出纤端，经过光纤光栅检波器与外套筒的间隙通道，穿过主体结构下端的密封结构后被导出保护装置。本申请在为检波器提供井下密封防护的同时，还不会对检波器振动检测产生影响。

Description

一种光纤光栅检波器的保护装置

技术领域

本申请涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种光纤光栅检波器的保护装置。

背景技术

光纤传感装置是基于光纤元件对外界环境的敏感性，根据光参量随环境因素的变化，来探测相关信号的仪器，具有频带宽、灵敏度高和不受电磁干扰等优势，多用于矿山、岩石、铁路和井下等复杂工程环境的信号检测。比如，光纤传感装置可以是光纤光栅振动传感器，其利用光纤光栅传感技术实现了井下环境中三个方向振动分量的检测，从而实现了井下复杂环境下的高精度检波。

在实际制作光纤光栅检波器时，需要在振动台上测试光纤光栅检波器的频率响应等特性，振动台对待测试的光纤光栅检波器具有重量要求，一般要求光纤光栅检波器的重量不能太大，并且考虑到井下环境复杂，需要检波器具有较强的耐压密封性能，而这无疑会增加检波器的封装难度，也会导致检波器的重量增大。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种光纤光栅检波器的保护装置，光纤光栅检波器可以单独在振动台上测试，当在井下等复杂环境中使用时，利用保护装置对光纤光栅检波器进行快速封装，不仅提高光纤光栅检波器的耐压性能，还能为光纤光栅检波器提供良好的密封防护性能，同时还不会影响光纤光栅检波器对振动信号的检测，更适用于井下环境中的振动检测。

第一方面提供的光纤光栅检波器的保护装置，包括：主体结构和设置于所述主体结构两端的密封结构；其中，所述主体结构包括外套筒和过渡垫，过渡垫一端与光纤光栅检波器的出纤端连接，过渡垫另一端与主体结构上端的密封结构压紧贴合，外套筒套设于光纤光栅检波器和过渡垫的外部，主体结构下端的密封结构与光纤光栅检波器的底端连接；光纤光栅检波器的进光光纤依次穿过出纤端、过渡垫和主体结构上端的密封结构后被导出保护装置；光纤光栅检波器的出光光纤穿过出纤端，经过光纤光栅检波器与外套筒的间隙通道，并穿过主体结构下端的密封结构后被导出保护装置。

在一些实施例中，所述密封结构包括密封头和螺纹压件；密封头为三级台阶圆柱体结构，密封头塞封于主体结构的端头开口内；螺纹压件位于外套筒与密封头的上端台阶圆柱体之间的环形空腔内，并与外套筒两端内壁上设置的螺纹螺接，从而压紧密封头，以及使密封头下端压紧过渡垫。

在一些实施例中，所述密封头下端设有中心孔和偏心孔；过渡垫设有与出纤端连通的第一穿孔；进光光纤依次穿过出纤端、第一穿孔和偏心孔，出光光纤依次穿过出纤端、所述间隙通道和偏心孔。

在一些实施例中，所述密封头内还设有锥形孔，锥形孔的一端贯穿密封头的上端面，锥形孔的另一端与偏心孔连通，所述密封结构还包括锥形卡套、铠装钢管和压钉；铠装钢管穿过锥形孔而插入偏心孔内部；锥形卡套套设于铠装钢管的外部，并通过压钉将锥形卡套压紧在锥形孔的内部；进光光纤依次穿过出纤端、第一穿孔、偏心孔和铠装钢管，出光光纤依次穿过出纤端、所述间隙通道、偏心孔和铠装钢管。

在一些实施例中，所述主体结构下端的密封头的中心孔与光纤光栅检波器底端的第二连接头配合连接。

在一些实施例中，所述主体结构还包括连杆，连杆的一端与光纤光栅检波器的底端连接，连杆的另一端与所述主体结构下端的密封头的中心孔配合连接。

在一些实施例中，所述密封头的中部台阶圆柱体上设有若干环形的密封槽，所述密封槽中安装有密封圈。

在一些实施例中，所述密封头的中部台阶圆柱体与下端台阶圆柱体之间的台阶面处设置有斜角，密封头的下端台阶圆柱体外部套设有锥形密封环，使得锥形密封环密封于外套筒与密封头的下端台阶柱体之间，锥形密封环的端面与所述斜角压紧贴合。

在一些实施例中，所述过渡垫被密封结构压紧后产生弹性形变。

第二方面提供的光纤光栅检波器的保护装置，包括：主体结构和设置于所述主体结构两端的密封结构；其中，所述主体结构包括外套筒、过渡垫和连杆，过渡垫一端与光纤光栅检波器的出纤端连接，过渡垫另一端与主体结构上端的密封结构压紧贴合，外套筒套设于光纤光栅检波器和过渡垫的外部，主体结构下端的密封结构与光纤光栅检波器的底端通过连杆连接；光纤光栅检波器的进光光纤依次穿过出纤端、过渡垫和主体结构上端的密封结构后被导出保护装置；光纤光栅检波器的出光光纤穿过出纤端，经过光纤光栅检波器与外套筒的间隙通道，并穿过主体结构下端的密封结构后被导出保护装置。

本申请具备的有益效果如下：本申请提供的保护装置与光纤光栅检波器之间是可拆卸连接，可利用振动台对单独的光纤光栅检波器进行频响测试，这时满足振动台对光纤光栅检波器较小重量的要求；当光纤光栅检波器在井下等复杂环境中使用时，将过渡垫连接于光纤光栅检波器的出纤端，然后再套设外套筒，将密封结构分别安装在外套筒的两端即可实现封装，其中光纤光栅检波器底端与密封结构可以是直接连接或者通过连杆连接。并且通过保护装置可以为光纤光栅检波器提供更好的密封防护能力，避免光纤光栅检波器损伤以及被异物侵蚀，从而提高光纤光栅检波器的使用寿命和工作可靠性。另外，光纤光栅检波器的进光光纤和出光光纤通过一定的路径被导出保护装置，并且保护装置与光纤光栅检波器之间连接紧密且牢固，安装后的结构具有良好的刚度和抗扰动能力，整体结构稳定性高，不会对光纤光栅检波器的振动检测产生影响，保证光纤光栅检波器的测量精度，并且便于安装，安装保护装置后整体尺寸较小，适应井下环境要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示例性示出了一种光纤光栅检波器的保护装置的结构示意图；

图2示例性示出了密封头的结构示意图；

图3示例性示出了另一种光纤光栅检波器的保护装置的结构示意图。

图例说明：

11-外套筒，12-过渡垫，121-第一穿孔，122-第二穿孔，13-连杆；

21-密封头，211-中心孔，212-偏心孔，213-锥形孔，214-密封槽，215-斜角，216-上端台阶圆柱体，217-中部台阶圆柱体，218-下端台阶圆柱体，219-U型止口，22-螺纹压件，23-锥形卡套，24-铠装钢管，25-压钉，26-锥形密封环；

3-光纤光栅检波器，31-出纤端，32-进光光纤，33-出光光纤，34-第二连接头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供的光纤光栅检波器的保护装置，整体上包括主体结构和设置于主体结构两端的密封结构，保护装置与光纤光栅检波器3为可拆卸连接，当利用振动台对光纤光栅检波器3进行频响测试时，则暂时无需安装保护装置，这样光纤光栅检波器3的重量较轻，更符合振动台的测试要求；当光纤光栅检波器3在井下场景中检测振动信号时，主体结构套设于光纤光栅检波器3的外部，两端由密封结构进行密封，从而将光纤光栅检波器3和保护装置连接为一体，还能为光纤光栅检波器3提供密封防护性能，避免光纤光栅检波器3受到物理损伤以及如油气、杂质等异物的侵蚀，还使光纤光栅检波器3具有良好的井下耐压性能，安装后的结构稳定性高，安装保护装置后整体尺寸较小，适应井下环境要求。此外，还确保振动信号能准确传递于光纤光栅检波器3，而不会对光纤光栅检波器3的振动检测产生影响，从而保证光纤光栅检波器3的测量精度。

在一些实施例中，如图1所示，以保护装置和光纤光栅检波器3安装连接后的结构形态进行描述，主体结构包括外套筒11和过渡垫12，过渡垫12一端与光纤光栅检波器3的出纤端31连接，出纤端31为进光光纤32和出光光纤33穿出光纤光栅检波器3的那端，图1示例中，出纤端31是位于光纤光栅检波器3的上端，过渡垫12另一端与主体结构上端（即压紧端）的密封结构压紧贴合；外套筒11套设于光纤光栅检波器3和过渡垫12的外部，主体结构下端（即装入端）的密封结构与光纤光栅检波器3的底端连接。然后就涉及进光光纤32和出光光纤33如何从保护装置中导出的问题，以方便连接外部设备，如光源和光信号解调器等，其中进光光纤32依次穿过出纤端31、过渡垫12和主体结构上端的密封结构，然后从保护装置上端被导出；光纤光栅检波器3和外套筒11之间具有间隙，这个间隙可以形成出光光纤33从出纤端31导向光纤光栅检波器3底端的通道，即本申请中所述的间隙通道，出光光纤33从出纤端31引出，穿过所述间隙通道后，穿过主体结构下端的密封结构，最终从保护装置下端被导出。为便于进光光纤32和出光光纤33的导出，导出路径上遍及的结构部件内可适应性设置开孔。

在一些实施例中，过渡垫12呈圆环形结构，与光纤光栅检波器3螺纹连接，过渡垫12可在轴向上分布有腰型孔，类似于弹性元件，过渡垫12被密封结构压紧后会产生一定的弹性形变，即其长度可在轴向力作用下发生改变，当过渡垫12受力压缩时，因自身弹性回复力的作用，会使得过渡垫12、光纤光栅检波器3和上下端的密封结构连接更加紧密牢固，从而保证安装结构的整体稳定性。在便于加工和装配的前提下，过渡垫12的直径与外套筒11的内径不宜相差较大，比如相差为1mm，以保证过渡垫12在径向上具有足够刚度，从而提升抗横向扰动的能力。

在一些实施例中，密封结构包括密封头21和螺纹压件22，参照图2示出的密封头21，密封头21塞封于主体结构两端的端头开口内，密封头21可以采用不锈钢材质，以适应井下复杂恶劣的作业环境。

在一些实施例中，密封头21为三级台阶圆柱体结构，包括上端台阶圆柱体216、中部台阶圆柱体217和下端台阶圆柱体218，上端台阶圆柱体216和下端台阶圆柱体218的直径小于中部台阶圆柱体217的直径。上端台阶圆柱体216的直径小于外套筒11的内径，使螺纹压件22位于外套筒11与上端台阶圆柱体216之间的环形空腔内，并与外套筒11两端内壁上设置的螺纹螺接，从而将密封头21压紧在外套筒11内，密封头21下端压紧过渡垫12。上端台阶圆柱体216靠近上端面处可沿圆周均匀设置若干螺孔，以便密封头21从外套筒11中取出。

在一些实施例中，密封头21的中部台阶圆柱体217上设有若干环形的密封槽214，密封槽214中安装有密封圈，为保证密封效果，可以设置密封槽214和密封圈的数量大于1。中部台阶圆柱体217靠近上端台阶圆柱体216的台阶面处设有U型止口219，U型止口219用于与紧固螺钉配合，防止密封头21发生周向旋转，从而确保密封头21的密封性能。

在一些实施例中，密封头21的中部台阶圆柱体217与下端台阶圆柱体218之间的台阶面处设置有斜角215，密封结构还包括锥形密封环26，锥形密封环26呈现锥形结构，锥形密封环26套设于下端台阶圆柱体218的斜角215处，当密封头21受到挤压后，锥形密封环26的端面就会与斜角215压紧贴合，从而将锥形密封环26紧实密封于外套筒11与下端台阶圆柱体218之间，通过增设斜角215可以进一步提升密封头21与外套筒11之间连接的密封性。锥形密封环26可采用硬度不高的材质，比如可选择纯铜材料，锥形密封环26外形为锥形体，中间设有便于下端台阶圆柱体218穿入的通孔，锥形密封环26安装后同样位于外套筒11内部。密封头21在受到螺纹压件22的挤压后，会向外套筒11轴向内部运动，从而使斜角215处的台阶面与锥形密封环26的端面紧密贴合，同时使锥形密封环26的外圆与外套筒11产生挤压变形，从而将两个结合面处密封起来。

在一些实施例中，密封头21下端（即下端台阶圆柱体218的底部）设有中心孔211和偏心孔212，中心孔211设置在密封头21下端面的中央，偏心孔212为相较于密封头21为偏心设置，其中中心孔211为盲孔并且是螺孔形式。过渡垫12设有与出纤端31连通的第一穿孔121，进光光纤32依次穿过出纤端31、第一穿孔121和偏心孔212，出光光纤33依次穿过出纤端31、所述间隙通道和偏心孔212，从而将进光光纤32和出光光纤33导出保护装置。

在一些实施例中，过渡垫12的底端可以设置第二穿孔122，从出纤端31引出的出光光纤33可先从第二穿孔122穿出，然后再经间隙通道和偏心孔212从保护装置的下端导出。

在一些实施例中，光纤光栅检波器3底端设置有第二连接头34，第二连接头34上设有外螺纹，通过第二连接头34与主体结构下端的密封头21的中心孔211配合，实现光纤光栅检波器3与密封头21的螺纹连接。

在一些实施例中，密封头21内还设有锥形孔213，锥形孔213的一端贯穿密封头21的上端面，锥形孔213的另一端与偏心孔212连通，具体可以是锥形孔213的窄口端连通偏心孔212，锥形孔213的宽口端贯穿密封头21的上端面。

在一些实施例中，密封结构还包括锥形卡套23、铠装钢管24和压钉25；锥形卡套23与锥形孔213匹配，铠装钢管24穿过锥形孔213而插入偏心孔212内部；锥形卡套23套设于铠装钢管24的外部，并通过压钉25将锥形卡套23压紧在锥形孔213的内部，从而对进光光纤32和出光光纤33进行密封、导出和防护；进光光纤32依次穿过出纤端31、第一穿孔121、偏心孔212和铠装钢管24，出光光纤33依次穿过出纤端31、所述间隙通道、偏心孔212和铠装钢管24。

或者在一些实施例中，在便于加工和装配的前提下，偏心孔212的孔径不宜过大，偏心孔212的孔径小于铠装钢管24的直径，偏心孔212上端设有一止口，该止口直径可参照铠装钢管24的直径进行设置，该止口直径一般需要比铠装钢管24的直径略大，以保证铠装钢管24的下端能进入止口，并抵住止口的底端（也即是偏心孔212的上端），止口深度满足铠装钢管24的导向即可。进一步地，偏心孔212上端的止口可为锥形，用于安装适配的锥形卡套23，压钉25设有外螺纹，止口最上端设置用于螺纹连接压钉25的螺孔，使得压钉25与密封头21紧固连接后，能够压紧锥形卡套23于止口内，从而将铠装钢管24固定住。比如，偏心设置φ2mm的偏心孔212，偏心孔212上端设置φ3.6mm的止口，深度为4mm，偏心孔212下端设置φ5mm的止口，该止口尺寸更便于加工制造。

在一些实施例中，压钉25中还设有第二穿孔122，第二穿孔122的直径与铠装钢管24直径匹配，以便铠装钢管24穿过第二穿孔122，从而由铠装钢管24最终将进光光纤32和出光光纤33导出保护装置，压钉25的顶端外形应为与安装时相适配的结构，比如为外六方，以便装配人员利用扳手拧紧压钉25，从而压紧锥形卡套23，压钉25的底端外形可为圆柱体。

在一些实施例中，锥形卡套23的中间应设置第三穿孔，第三穿孔的直径与铠装钢管24直径匹配，便于铠装钢管24从第三穿孔中穿过，从而将锥形卡套23套设在铠装钢管24的外部。锥形卡套23可使用硬度相对不高的材质，能够容易受挤压变形，比如可选择黄铜材料制作锥形卡套23，锥形卡套23在受到压钉25的压紧挤压后，与密封头21产生挤压变形，从而将铠装钢管24以及与密封头21的结合处密封起来。

在一些实施例中，偏心孔212的最下端也可设置为止口结构，在保证进光光纤32和出光光纤33顺利穿入以及不影响使用结构的前提下，可适当增大偏心孔212的直径，以便加工制造。

在一些实施例中，为适应井下复杂作业环境，避免被化学侵蚀，螺纹压件22可采用不锈钢材料。螺纹压件22的中心为孔型结构，用于套设密封头21的上端台阶圆柱体216，螺纹压件22的下端面与上端台阶圆柱体216的台阶面紧密贴合，螺纹压件22的下端外圆处可设置外螺纹，用于与外套筒11螺纹连接。螺纹压件22的上端面可以设置成台阶面结构，该台阶面结构的外形可根据安装条件进行设置，比如设置成外六方或者圆柱体，该台阶面结构沿圆周还可设置圆孔。

在一些实施例中，为适应井下复杂作业环境，避免被化学侵蚀，保护装置的外套筒11可采用不锈钢材质，外套筒11为中空的圆柱体结构。外套筒11两端设有便于安装密封结构的开口，两端开口处内壁设有用于连接螺纹压件22的内螺纹；内螺纹下端的圆孔直径小于螺纹直径，用以与密封头21配合；外套筒11的中部通孔与光纤光栅检波器3适配，中部通孔与光纤光栅检波器3的外壁间隙不宜过大，在保证光纤光栅检波器3能顺利装入外套筒11中间通孔的前提下，该间隙越小越好，比如间隙为0.1mm。将光纤光栅检波器3的底端与密封头21连接，以及将出纤端31与过渡垫12连接，然后将连接后的光纤光栅检波器组件从外套筒11的下端装入，因此将外套筒11的下端称之为装入端，将外套筒11的上端称之为压紧端，然后将两端的密封结构拧紧，与外套筒11产生压紧密封。为便于装配并产生密封效果，外套筒11两端的螺纹直径＞内螺纹下端的圆孔直径＞中部通孔的直径。外套筒11的结构适配光纤光栅检波器3即可，外套筒11不限于圆柱体结构，在实际应用中比如还可是立方体等结构。外套筒11的外圆两端还可设置螺孔，用于安装紧固螺钉，从而提升保护装置的刚度和安装的稳固性。

在一些实施例中，过渡垫12、光纤光栅检波器3和下端的密封头21连接后的组件，在装入外套筒11内后，通过外套筒11上端的螺纹压件22压紧密封头21，外套筒11两端连接好螺纹压件22后，两端的密封头21被螺纹压件22压紧，从而使过渡垫12处于受力压缩状态，即上端的密封头21能够紧压住过渡垫12，以保证光纤光栅检波器3在径向固定，防止光纤光栅检波器3存在横向扰动；此外，由于上下端的密封头21与光纤光栅检波器3均为刚性连接，并且密封头21被螺纹压件22压紧，因此可保证光纤光栅检波器3在轴向固定，防止光纤光栅检波器3产生纵向扰动。光纤光栅检波器3的进光光纤32和出光光纤33通过一定的路径被导出保护装置，并且保护装置与光纤光栅检波器3之间连接紧密且牢固，安装后的结构具有较强的刚度和抗扰动能力，整体结构稳定性高。

以上各实施例中，示出的是光纤光栅检波器3与下端的密封头21直接刚性连接，可以相对简化连接结构。在实际制造和装配时，光纤光栅检波器3与下端的密封头21也可通过其他部件间接刚性连接。

在其他实施例中，如图3所示，所述主体结构还包括连杆13，连杆13的一端与光纤光栅检波器3的底端连接，连杆13的另一端与主体结构下端的密封头21的中心孔211配合连接。即光纤光栅检波器3的出纤端31（位于外套筒11的压紧端一侧）连接过渡垫12，光纤光栅检波器3的底端（位于外套筒11的装入端一侧）连接连杆13，下端的密封头21与光纤光栅检波器3通过连杆13间接连接。光纤光栅检波器3、连杆13和密封头21可通过螺纹连接的方式进行串接，这种方式属于可拆卸连接，在保证光纤光栅检波器3和密封头21之间有安装空间的前提下，为防止横向扰动，连杆13的长度不宜过长，同时连杆13的直径在保证便于装配下尽可能大些，从而提高连接的刚度。该实施例与前述其他实施例的区别仅在于增设了连杆13，其他结构与前述方案相同，这里不再赘述。

在一些实施例中，连杆13的一端可设有凸台，将该凸台插入光纤光栅检波器3底端预留的底孔后，可使用螺母压紧凸台，从而将连杆13与光纤光栅检波器3紧固连接；连杆13的另一端设有外螺纹，主体结构下端的密封头21的中心孔211为螺孔，实现了连杆13与密封头21的螺纹连接。连杆13连接好光纤光栅检波器3和密封头21后，还保留有足够的安装空间，连杆13的直径比如可设置为8mm。保证具有足够的连接强度和刚度。

过渡垫12、光纤光栅检波器3、连杆13和下端的密封头21组装一体后，从装入端插入外套筒11的内部，为使保护装置安装后过渡垫12处于压缩状态，在实际设计过渡垫12的长度时，组件装入外套筒11内时，应确保连杆13安装后的长度+光纤光栅检波器3的长度+过渡垫12自然状态下的长度大于上下端密封头21安装后的间距，这样压紧上下端密封头后，为了适配外套筒11内轴向上的安装空间，必然会自发紧紧压缩过渡垫12，从而保证光纤光栅检波器3在径向固定，防止光纤光栅检波器3发生横向扰动，此外由于上下端的密封头21与光纤光栅检波器3均为刚性连接，并且密封头21被螺纹压件22压紧，因此可保证光纤光栅检波器3在轴向固定，防止光纤光栅检波器3产生纵向扰动，因此光纤光栅检波器3无论是在纵向还是横向上都得到固定，使得振动信号能准确传递到光纤光栅检波器3上，保证光纤光栅检波器3的测量精度。

光纤光栅检波器3一般预留有两根光纤尾纤，即进光光纤32和出光光纤33，进光光纤32和出光光纤33都从出纤端31引出。在实际安装保护装置时，首先将过渡垫12、光纤光栅检波器3、连杆13和下端的密封头21组成为一体，进光光纤32从出纤端31和过渡垫12的第一穿孔121穿出，出光光纤33从出纤端31和过渡垫12的第二穿孔122穿出后，经所述间隙通道和下端密封头的偏心孔212导出。利用高温胶带将出光光纤33固定在光纤光栅检波器3上，将锥形密封环26套设在密封头21的下端台阶圆柱体218上，将密封圈安装在中部台阶圆柱体217的密封槽214中，然后将当前安装得到的组件从装入端插入外套筒11内；将进光光纤32从上端的密封头21的偏心孔212穿出，并将上端的密封头21安装于外套筒11的压紧端，调整外套筒11两端的密封头21，在外套筒11两端安装紧固螺钉，以防止密封头21周向旋转，然后将两端的螺纹压件22分别穿出两根光纤尾纤，并分别套设在密封头21的上端台阶圆柱体216上，可使用勾型扳手拧紧螺纹压件22，为保证锥形密封环26处产生挤压变形，需要在螺纹压件22上施加足够的预紧力矩。

然后利用光纤熔接设备，在进光光纤32和出光光纤33上分别续接光纤，续接长度可根据实际场景的使用需求来确定。光纤续接完成后，可将进光光纤32和出光光纤33分别使用胶水粘贴在细铁丝上，将细铁丝穿过铠装钢管24，从而带动进光光纤32和出光光纤33从铠装钢管24中穿出，然后将铠装钢管24插入锥形孔213，并使铠装钢管24的末端伸入偏心孔212上端的止口中，并抵住止口的底端；将锥形卡套23套设在铠装钢管24外部，并沿铠装钢管24放置于密封头21的锥形孔213中；将压钉25套设在铠装钢管24上，并沿铠装钢管24放置于锥形孔213上端的螺纹处；利用扳手对压钉25施加足够的预紧力矩，从而使压钉25压紧锥形卡套23，保证锥形卡套23出现形变而加紧密封，至此则光纤光栅检波器3的保护装置装配完成。

由以上技术方案可知，本申请提供的保护装置与光纤光栅检波器3之间是可拆卸连接，可利用振动台对单独的光纤光栅检波器3进行频响等特性测试，这时满足振动台对光纤光栅检波器3较小重量的要求；当光纤光栅检波器3在井下使用时，可按照前述方式安装保护装置，其中光纤光栅检波器3底端与密封结构可以是直接连接或者通过连杆13连接。并且通过保护装置可以为光纤光栅检波器3提供更好的密封防护能力，避免光纤光栅检波器损伤以及被油气杂质等异物侵蚀，从而提高光纤光栅检波器3的使用寿命和工作可靠性。另外，光纤光栅检波器3的进光光纤32和出光光纤33通过一定的路径被导出保护装置，并且保护装置与光纤光栅检波器3之间连接紧密且牢固，安装后的结构具有较强的连接刚度和抗横纵向扰动能力，整体结构稳定性高，不会对光纤光栅检波器3的振动检测产生影响，保证光纤光栅检波器3的测量精度，并且便于安装，安装保护装置后整体尺寸较小，适应井下环境要求。

需要说明的是，本申请所述的保护装置还可适用于其他具有井下密封防护需求的光纤测量仪器，比如与本申请中提及的光纤光栅检波器3结构相似的光纤传感装置。另外，所述保护装置也可适应性应用于其他工程场景，而并不局限于井下环境。

本申请各实施例之间相同或相似的部分相互参照即可，相关实施例中不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种光纤光栅检波器的保护装置，其特征在于，包括：主体结构和设置于所述主体结构两端的密封结构；其中，所述主体结构包括外套筒（11）和过渡垫（12），过渡垫（12）一端与光纤光栅检波器（3）的出纤端（31）连接，过渡垫（12）另一端与主体结构上端的密封结构压紧贴合，外套筒（11）套设于光纤光栅检波器（3）和过渡垫（12）的外部，主体结构下端的密封结构与光纤光栅检波器（3）的底端连接；光纤光栅检波器（3）的进光光纤（32）依次穿过出纤端（31）、过渡垫（12）和主体结构上端的密封结构后被导出保护装置；光纤光栅检波器（3）的出光光纤（33）穿过出纤端（31），经过光纤光栅检波器（3）与外套筒（11）的间隙通道，并穿过主体结构下端的密封结构后被导出保护装置。

2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述密封结构包括密封头（21）和螺纹压件（22）；密封头（21）为三级台阶圆柱体结构，密封头（21）塞封于主体结构的端头开口内；螺纹压件（22）位于外套筒（11）与密封头（21）的上端台阶圆柱体之间的环形空腔内，并与外套筒（11）两端内壁上设置的螺纹螺接，从而压紧密封头（21），以及使密封头（21）下端压紧过渡垫（12）。

3.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述密封头（21）下端设有中心孔（211）和偏心孔（212）；过渡垫（12）设有与出纤端（31）连通的第一穿孔（121）；进光光纤（32）依次穿过出纤端（31）、第一穿孔（121）和偏心孔（212）；出光光纤（33）依次穿过出纤端（31）、所述间隙通道和偏心孔（212）。

4.根据权利要求3所述的保护装置，其特征在于，所述密封头（21）内还设有锥形孔（213），锥形孔（213）的一端贯穿密封头（21）的上端面，锥形孔（213）的另一端与偏心孔（212）连通，所述密封结构还包括锥形卡套（23）、铠装钢管（24）和压钉（25）；铠装钢管（24）穿过锥形孔（213）而插入偏心孔（212）内部；锥形卡套（23）套设于铠装钢管（24）的外部，并通过压钉（25）将锥形卡套（23）压紧在锥形孔（213）的内部；进光光纤（32）依次穿过出纤端（31）、第一穿孔（121）、偏心孔（212）和铠装钢管（24），出光光纤（33）依次穿过出纤端（31）、所述间隙通道、偏心孔（212）和铠装钢管（24）。

5.根据权利要求3所述的保护装置，其特征在于，所述主体结构下端的密封头（21）的中心孔（211）与光纤光栅检波器（3）底端的第二连接头（34）配合连接。

6.根据权利要求3所述的保护装置，其特征在于，所述主体结构还包括连杆（13），连杆（13）的一端与光纤光栅检波器（3）的底端连接，连杆（13）的另一端与所述主体结构下端的密封头（21）的中心孔（211）配合连接。

7.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述密封头（21）的中部台阶圆柱体上设有若干环形的密封槽（214），所述密封槽（214）中安装有密封圈。

8.根据权利要求7所述的保护装置，其特征在于，所述密封头（21）的中部台阶圆柱体与下端台阶圆柱体之间的台阶面处设置有斜角（215），密封头（21）的下端台阶圆柱体外部套设有锥形密封环（26），使得锥形密封环（26）密封于外套筒（11）与密封头（21）的下端台阶柱体之间，锥形密封环（26）的端面与斜角（215）压紧贴合。

9.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述过渡垫（12）被密封结构压紧后产生弹性形变。

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