NO338426B1 - Seismisk sensorsystem med optisk akselerometer og inklinometer - Google Patents

Seismisk sensorsystem med optisk akselerometer og inklinometer Download PDF

Info

Publication number
NO338426B1
NO338426B1 NO20061377A NO20061377A NO338426B1 NO 338426 B1 NO338426 B1 NO 338426B1 NO 20061377 A NO20061377 A NO 20061377A NO 20061377 A NO20061377 A NO 20061377A NO 338426 B1 NO338426 B1 NO 338426B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
plate
fiber
optical fiber
accelerometer
accelerometer according
Prior art date
Application number
NO20061377A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20061377L (no
Inventor
D Richard Metzbower
Steven J Maas
Original Assignee
Pgs Americas Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pgs Americas Inc filed Critical Pgs Americas Inc
Publication of NO20061377L publication Critical patent/NO20061377L/no
Publication of NO338426B1 publication Critical patent/NO338426B1/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/18Receiving elements, e.g. seismometer, geophone or torque detectors, for localised single point measurements
    • G01V1/181Geophones
    • G01V1/184Multi-component geophones
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02Determining slope or direction
    • E21B47/022Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02Determining slope or direction
    • E21B47/022Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
    • E21B47/0228Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism using electromagnetic energy or detectors therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/02Details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G01H9/004Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/093Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by photoelectric pick-up
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/18Receiving elements, e.g. seismometer, geophone or torque detectors, for localised single point measurements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R23/00Transducers other than those covered by groups H04R9/00 - H04R21/00
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R23/00Transducers other than those covered by groups H04R9/00 - H04R21/00
    • H04R23/008Transducers other than those covered by groups H04R9/00 - H04R21/00 using optical signals for detecting or generating sound

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

Bakgrunn for oppfinnelsen
Oppfinnelsens felt
Oppfinnelsen vedrører generelt feltet optiske akselerasjons-og inklinasjonsfølende anordninger. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen optiske akselerometre og inklinometre som brukes til, men ikke er begrenset til, føling av seismisk energi.
Teknikkens stand
Optiske anordninger for å føle parametere som f eks akselerasjon, bevegelse og/eller trykk, brukes til blant annet føling av seismisk energi fra jordens undergrunn. Den seismiske energien kan forekomme naturlig, eller den kan overføres fra en seismisk energikilde i den hensikt å utføre seismisk refleksjonskartlegging. Deteksjon av seismisk energi kan omfatte deteksjon av trykk eller endringer i trykk, i en vannmasse. En sensor som brukes til å måle slike endringer av trykk, er kjent som en hydrofon. Deteksjon av seismisk energi omfatter også deteksjon av bevegelse på eller nær jordens overflate. Bevegelse kan detekteres ved bruk av anordninger som er kjent som geofoner. Geofonsignaler er relatert til bevegelseshastighet. Akselerometre som gir signaler som er relatert til den tidsderiverte av bevegelseshastigheten (akselerasjon), brukes også til å detektere seismisk energi. Inklinometere, som gir signaler relatert til den relative orienteringen til en anordning i forhold til jordens gravitasjonskraft, brukes til å generere data i lokasjonen til en anordning i forhold til horisontalplanet og andre sensorer i systemet. Sensorer som er kjent innen fagfeltet, som reagerer på de forannevnte fysiske parametrene, genererer et optisk signal som respons på fysiske parametere som detekteres. Det optiske signalet kan for eksempel være en endring i reflektert bølgelengde, en endring i fase eller et interferensmønster som reaksjon på endringer i de fysiske parametrene.
Generelt omfatter optiske sensorer som er kjent innen fagfeltet, en valgt lengde av optisk fiber festet til en anordning som endrer form som reaksjon på endringer i de fysiske parametrene som detekteres. Endring i anordningens form transformeres til en lengdeendring av den optiske fiberen. Lengdeendring av den optiske fiberen kan detekteres ved hjelp av en av et antall ulike optiske måleteknikker. Slike teknikker omfatter bølgelengdeendring for reflektert lys som et resultat av en bølgelengdeendring av et Bragg-gitter som er utformet i den optiske fiberen, eller optisk kopling av en lysstråle som sendes gjennom den optiske fiberen, med en lysstråle som overføres gjennom en annen optisk fiber, kjent som en «referansefiber». Referansefiberen kan anordnes slik at dens lengde forblir relativt uendret uavhengig av verdien av den fysiske parameteren. Lysstråler fra fiberen som er festet til anordningen, og referansefiberen, koples til et optisk interferometer. Et interferensmønster eller en faseendring i lyset generert i det optiske interferometeret, er relatert til lengdeendring av fiberen koplet til anordningen, og derved til den fysiske parameteren som måles. Utgangen av interferometeret er typisk koplet til en fotodetektor som generer et elektrisk signal som er relatert til amplituden av lyset som påtrykkes fotodetektoren.
En fiberoptisk hydrofon presenteres for eksempel i U.S. Patent No. 5,625,724 av Frederick et al. Hydrofonen som presenteres i '724 patentet, omfatter en referansefiber som er viklet rundt en stiv indre sylinder. Et kompakt lag av ettergivende materiale er påført over referansefiberen. Den følende armen til interferometeret er viklet over materiallaget som er påført over referansefiberen. Det ytre materialet er tilstrekkelig ettergivende til å gi akustisk følsomhet som er sammenliknbar med tilsvarende luftstøttede ("air-backed") hydrofoner. En annen fiberoptisk hydrofon presenteres i U.S. Patent No. 6,549,488 utstedt til Maas et el og overført til søker i foreliggende patentsøknad. En hydrofon i følge Maas et al '488 patentet omfatter en ettergivende følespindel som er anordnet koaksialt ved siden av en stiv referansespindel. En andre optisk fiber er viklet rundt referansespindelen. Den første og den andre optiske fiberen omfatter ulike armer av et interferometer. Fleksible tetningselementer, slik som 0-ringer, fester den ettergivende følespindelen til den stive referansespindelen. I en utførelse er en 0-ring anordnet på innsiden av følespindelen. Minst en del av støtteelementet er anordnet med avstand til følespindelen for å danne en forseglet kavitet mellom følespindelen og støtteelementet. Den forseglede kaviteten er fylt med luft eller en tilsvarende ettergivende substans.
U.S. Patent No. 5,369,485 gitt til Hofler et al, presenterer et optisk akselerometer der en elastisk plate og en forut-bestemt masse understøttes av et legeme for bøyning av platen på grunn av akselerasjon, sjokk, vibrasjon og forskyvning av legemet i en retning aksialt på platen. En slik plate eller et flertall av slike plater, er omviklet av et par flate spiraler av optisk fiber, der hver spiral er fast festet til en samsvarende side av platen slik at bøyning av platen forlenger en spiral på en plateside og forkorter en spiral på en annen plateside. Slike spiraler på motstående platesider er forbundet som motstående ben av et fiberoptisk interferometer, slik at interferometeret gir utgangsdata som tilsvarer amplituden til bøyningen. Et "dytt-trekk" («push-pull») par av spiralene kan anordnes på motsatt side i forhold til en termisk ledende plate for å minimalisere temperaturforskjellen mellom "dytt-trekk" spiralparet. Et akselerometer i følge oppfinnelsen i Hofler et al patentet er konstruert med en plate som er understøttet sentralt, og som har massen fordelt rundt platens periferi. En slik konstruksjon hevdes å være fordelaktig for isolering fra monteringsbelastning, og for å tilveiebringe et flertall av koaksialt anordnede plater for økt følsomhet.
U.S. Patent No. 6,650,418 som er innvilget til Tweedy et al, presenterer en fiberoptisk sensor som omfatter en fleksible plate som har et par av fiberoptiske spoler anordnet på motstående sider og som er optisk koplet sammen for å danne et interferometer som gir et utgangssignal som respons på akselerasjon av den fleksible platen. Akselerometeret omfatter et hus som har første og andre endeplater med sidevegg som strekker seg mellom endeplatene. Sideveggen har et spor rettet innover, der ytre kantdel av den fleksible platen er festet. En trykkdemper er montert i huset og anordnet for å gi en trykkraft på den fleksible platen for å styre bevegelsen av denne som respons på akselerasjon av den bøyelige platen langs en føleakse og derved styre utgangssignalet.
U.S. Patent No. 6,575,033 som er gitt til Knudsen et al, presenterer et meget følsomt akselerometer som omfatter en masse understøttet av støtteelementer som vender mot hverandre, inne i et hus. Støtteelementene er vekselvis tvunnet rundt et par faste spindler og massen i et "dytt-trekk" arrangement. Minst en del av ett av støtteelementene omfatter optiske fiberspoler som støtteelementene for bruk i føleprosesser i interferometere.
U.S. Patent No. 4,876,447 «Fiber optic accelerometer using closed feedback relation to vary pathlength» som er gitt til Killian, vedrører optisk interferometerteknikk som brukes for å måle avbøyning av en uthengende bjelke. Lys ledes gjennom flere lysbaner ved avbøyning av bjelken. Lyset rekombinerer og interferens brukes til å måle avbøyningen av bjelken.
Mer nylig har bevegelsessensorer som er følsomme i flere retninger ("multikomponent") sammen med i hovedsak sam-lokaliserte hydrofoner ("havbunnskabler med duale sensorer"), blitt brukt på bunnen av en vannmasse for marinseismisk kartlegging. Se for eksempel U.S. Patent No. 6,314,371 gitt til Monk, som presenterer en fremgangsmåte for å behandle data fra havbunnskabel med duale sensorer. Disse korrigerer for energiens innfallsvinkel, korrigerer for estimert reflektivitet, og kombinerer korrigerte seismiske sensortraser ved bruk av en optimal diversitetsskaleringsteknikk. I en utførelse tar den fremgangsmåten som presenteres, seismiske traser fra en geofon og en hydrofon, korrigerer geofontrasene for innfallsvinkel, bestemmer diversitetsfiltre for optimal kombinasjon av geofon- og hydrofontraser, anvender diversitetsfiltre, estimerer en reflektivitetskoeffisient for havbunnen (potensielt for ulike refleksjonsvinkler), skalerer geofondataene i henhold til reflektiviteten, og anvender diversitetsfiltrene på nytt for å oppnå en kombinert trase. I den kombinerte trasen forventes forskjellige artifakter å være eliminert inklusive "spøkelsessignaler" og gjenklang, og trasen forventes å ha et optimalt bestemt signal-til-støy-forhold.
Det er viktig at bevegelsessensorene generelt, og at sensorer brukt i havbunnskabler med duale sensorer spesielt, har god følsomhet, er relativt ufølsomme for støy og har god under-trykking av krysskomponentsignal (som betyr at bevegelses sensorene i hovedsak er ufølsomme for bevegelse langs en hvilken som helst annen retning enn den følsomme aksen.) Tilsvarende er det et stadig behov for bevegelses- og/eller akselerasjonssensorer som har forbedret følsomhet, redusert støy og redusert krysskomponentfølsomhet.
Oppsummering av oppfinnelsen
Et aspekt ved oppfinnelsen er et optisk akselerometer. Et akselerometer i følge dette aspektet ved oppfinnelsen, omfatter en ramme, en plate (eller bjelke) understøttet ved begge ender i lengderetning i rammen, og minst en optisk fiber festet til en side av platen slik at avbøyning av platen endrer en lengde av den optiske fiberen. Anordninger for å føle lengdeendringen i den optiske fiberen, er funksjonelt koplet til den minst ene fiberen.
Det presenteres et seismisk sensorsystem. Et slikt system omfatter minst to akselerometere. Hvert akselerometer omfatter en plate og minst en optisk fiber festet til en side av platen, slik at avbøyningen av platen endrer en lengde av den optiske fiberen. De minst to akselerometerene er orientert slik at de er følsomme for akselerasjon i det minste delvis langs ortogonale retninger. Anordninger for å føle lengdeendringen av den optiske fiberen i hvert av akselerometerene, er funksjonelt koplet til hver fiber.
Det presenteres videre et gravitasjonsorienteringssystem. Et slikt system omfatter tre akselerometere, der hvert akselerometer har en plate og mist en optisk fiber festet til en side av platen, slik at avbøyningen av platen endrer en lengde av den optiske fiberen. Hvert av de minst tre akselerometerene er orientert for å være følsomt for akselerasjon i det minste delvis langs ortogonale retninger. Den minst ene fiberen i hvert akselerometer omfatter et Bragg-gitter, slik at en orientering i forhold til jordens gravitasjon av en avbøyningsakse for hver plate, kan bestemmes ved måling av en bølgelengdeendring for lys reflektert av Bragg-gitteret. Ved på denne måten å måle lengdeendringen av Bragg-gitteret, kan en orientering i forhold til jordens gravitasjon av hvert akselerometer, og derved systemet, bestemmes.
Andre aspekter og fordeler ved oppfinnelsen vil bli klare fra den følgende beskrivelsen og de vedheftede kravene.
Kortfattet beskrivelse av tegningene
Figur 1 viser et sideriss av en utførelse av et akselerometer i følge oppfinnelsen. Figur 2 viser et toppriss av akselerometeret vist i Figur 1. Figur 3 viser et sideriss av en annen utførelse av et akselerometer. Figur 4 viser en perspektivskisse av et seismisk multikomponent sensorsystem i følge et annet aspekt ved oppfinnelsen. Figur 5 viser en utførelse av et interferometer som brukes til å bestemme lengdeendring av fibere i forskjellige akselerometerutførelser. Figur 5A viser et alternativt interferometerarrangement. Figur 6 viser en akselerometerplate understøttet ved begge ender i lengderetning. Figur 7 viser en spesiell utførelse av en akselerometerplate. Figur 8 viser en utførelse av et optisk deteksjonssystem brukt for å bestemme gravitasjonsorientering (inklinometre) til et akselerometer.
Figur 9 viser en alternativ utførelse av inklinometer.
Figur 10 viser utførelsen av inklinometer vist i Figur 9 slik
det er montert i et sensorsystem i følge Figur 4.
Figur 11 viser en alternativ utførelse av et inklinometer. Figur ILA viser en alternativ utførelse av et inklinometer som virker basert på et liknende prinsipp som anordningen som er vist i Figur 11. Figur 12 viser et eksempel på seismisk sensorsystem med multikomponenter omfattende inklinometere som vist i Figur 11.
Detaljert beskrivelse
Generelt virker akselerometere i følge forskjellige aspekter ved oppfinnelsen, basert på prinsippet angående avbøynings-plate, der platen (eller bjelken) typisk er understøttet ved sine ender i lengderetning. Det at platen understøttes ved sine ender i lengderetning, hindrer i vesentlig grad plate-avbøyning i noen retning på tvers av platens plan. Figur 1 viser en utførelse av en akselerometerplateenhet 10 omfattende en plate 12 som kan være laget av plast eller annet egnet materiale som utsettes for elastisk spenning under akselerasjon. Platen 12 har dimensjoner som er vist i Figur 1 ved 12X, som er lengden av den langsgående dimensjonen, og 12Z som er tykkelsesdimensjonen. Planet til platen 12 står på tvers av tykkelsesdimensjonen 12Z. Dimensjonene 12X og 12Z bør velges for å muliggjøre relativt fri bøyning i tykkelsesretningen 12Z, samtidig som den i vesentlig grad hindrer avbøyning av platen langs den langsgående dimensjonen 12X. Utførelsen vist i Figur 1 omfatter en optisk fiber 14 som er festet til en endeflate eller side av platen 12. Fiberen 14 kan festes til platen 12 ved liming eller tilsvarende teknikk.
I utførelsen i Figur 1 er det vist en andre optisk fiber 16
som er festet til den motsatte siden av platen 12. I det platen 12 avbøyes under akselerasjon langs retningen til tykkelsen 12Z, strekkes eller komprimeres de optiske fibrene
14, 16, avhengig av retningen på avbøyningen av platen 12. Strekkingen og komprimeringen av den ene fiberen 14, har motsatt retning i forhold til den andre fiberen 16 fordi de er anordnet på motsatte sider av platen 12. Slike arrangementer er kjent som "dytt-trekk" forbindelser av optiske fibere.
Et signal fra akselerometeret relatert til akselerasjonen dette utsettes for, genereres ved å bestemme en lengdeendring av den optiske fiberen 14, dersom bare en fiber brukes, eller av begge fiberer 14, 16. I praktiske utførelser kan måling av lengdeendringen av fiberen utføres ved hjelp av et optisk interferometer. De optiske forbindelsene og bruk av fibrene 14, 16 som del av et interferometer for å generere et akselerasjonsresponsivt signal, blir forklart nedenfor med henvisning til Figurene 5 og 5A. Det skal forstås at et akselerometer i følge oppfinnelsen krever kun en optisk fiber festet til den ene flaten eller den andre, av platen, slik som fiber 14 eller 16. Utførelsen med dualfiber i Figur 1 og 2 er ment å ha økt følsomhet i forhold til følsomheten som forventes av en utførelse med enkeltfiber.
Figur 2 viser et toppriss av akselerometerplateenheten 10. Platen 12 har en breddedimensjon 12Y. Som vist i Figur 2 kan den optiske fiberen 16 arrangeres rundt flaten av platen 12 i en generelt oval form for å maksimalisere mengden fiber som er anordnet langs den langsgående dimensjonen (12X i Figur 1), samtidig som graden av bøyning innen fiberen 16 minimaliseres for å redusere optiske tap i fiberen 16. Breddedimensjonen 12Y bør velges slik at platen 12 blir stiv nok langs bredderetningen til å motstå bøyning, men ikke for stor slik at det påføres noen merkbar grad av bøyning eller vridning av platen 12 ved akselerasjon på skrå.
En annen utførelse av en akselerometerplateenhet som er vist i
Figur 3, kan omfatte en reaktiv masse 18, 20 festet til en eller begge sider av platen 12, generelt plassert ved senter av denne. Massene 18, 20 øker graden av avbøyning av platen 12 under enhver gitt akselerasjonsmengde, og øker derved den generelle følsomheten til akselerometeret.
Et praktisk seismisk, multikomponent sensorsystem kan være laget av et flertall akselerometere slik det er forklart med referanse til Figurene 1 til 3. Figur 4 viser en utførelse av et slikt seismisk multikomponent sensorsystem. Systemet omfatter tre optiske akselerometere, 10X, 10Y, 10Z, som hver er orientert slik at deres følsomme retning står gjensidig vinkelrett på de to andre akselerometerene. Det at akselerometerene er gjensidig ortogonale, gjør det mulig å bestemme retningen som detektert seismisk energi kommer fra. Imidlertid må det forstås at gjensidig ortogonal orientering av akselerometerene i konstruksjonen av det seismiske sensorsystemet, er gjort av hensyn til hensiktsmessighet. Andre arrangementer av de følsomme aksene av akselerometerene, kan brukes i forskjellige utførelser samtidig som man opprett-holder evnen til å bestemme retning til kilden for seismisk energi.
Akselerometerene 10X, 10Y, 10Z kan være lukket inne i et vanntett hus 22 som er motstandsdyktig mot trykk, noe som gjør det mulig å senke systemet ned i væske. Dette vil være tilfelle når systemet brukes i et marinseismisk kartleggings-system eller i en permanent sensorinstallasjon slik som brukes på havbunnen eller i en borebrønn.
En utførelse av et optisk interferometer med tilhørende komponenter som brukes for å generere et akselerasjonsfølsomt signal fra plateavbøyning, er vist ved 29 i Figur 5. De optiske fibrene 14, 16 som er festet på motsatte sider av platen (12 i Figur 1), er hver vist optisk koplet ved en ende til en stråledeler 26 og ved den andre enden, til en kombinator. En lyskilde, slik som en laserdiode 24, er koplet til inngangen av stråledeleren 26 og forsyner laserlyset til hver fiber 14, 16. En fotodetektor 30 er koplet til utgangen av interferometeret 29, og produserer et elektrisk signal som tilsvarer det optiske signalet som genereres i interferometeret 29. Derved er avbøyningen av platen (12 i Figur 1) under akselerasjon langs tykkelsesdimensjonen (12Z i Figur 1), konvertert til et elektrisk signal. Avhengig av det spesielle arrangementet av et seismisk sensorsystem, kan laserdioden 24 og fotodetektoren 30 være anordnet nær akselerometeret/akselerometerene (12 i Figur 1). Andre utførelser kan imidlertid ha laserdioden og stråledeleren plassert nær ved interferometeret slik som i huset (22 i Figur 4). Det optiske interferometersystemet som er vist i Figur 5, er generelt kjent som et Mach-Zehnder interferometer.
Alternativt kan et Michelson interferometer brukes slik det er vist Figur 5A. Michelson interferometeret 29A lages ved å bytte ut kombinatoren (28 i Figur 5) med speil 31A og 31B ved de fjerntliggende endene av hver fiber 14, 16. Lys som passerer gjennom fibrene 14, 16, reflekteres tilbake av speilene 31A, 31B. Lyset som reflekteres tilbake, rekombineres i stråledeleren 26A slik at faseskiftet og/eller interferensmønsteret kan detekteres av fotodetektoren 30.
Andre typer interferometere kan brukes med forskjellige utførelser av akselerometer inklusive Fabry-Perot og Sagnac interferometere. I utførelser som bruker et Fabry-Perot interferometer, kan fiberen (enten 14 eller 16 i Figur 1) som er festet til den ene eller den motsatte siden av platen, utelates. Den gjenværende fiberen (16 eller 14 i Figur 1) kan omfatte et Bragg-gitter, der fiberen er festet til platen (12 i Figur 1) for å muliggjøre bestemmelse av lengdeendring av fiberen ved å måle bølgelengdendring av lys som reflekteres tilbake gjennom fiberen. Derfor er det spesielle interferometersystemet som brukes i forskjellige utførelser, ikke en begrensning av omfanget av oppfinnelsen. En spesiell applikasjon for et Bragg-gitter på en eller begge fibere 14, 16, vil bli forklart nedenfor med referanse til Figur 8.
Figur 6 viser et sideriss av platen 12 og støtteelementene 32 ved endene i lengderetning av platen 12. Ved å støtte opp platen 12 ved endene i lengderetning, og ved egnede dimensjoner (12X, 12Z i Figur 1 og 12Y i Figur 2), vil bøyning av platen 12 i hovedsak være begrenset til tykkelsesdimensjonen (12Z i Figur 1). Derved gir begrenset avbøyning av platen 12, akselerometerplateenheten (10 i Figur 1) en høy grad av krysskomponentundertrykking eller ufølsomhet. Initial vurdering av akselerometeret slik det er vist i Figur 1, indikerer en krysskomponentundertrykking på mer enn 30 dB.
Det er enkelt å forstå at å understøtte platen 12 stivt og fast i begge ender i lengderetning, kan gi en høy grad av krysskomponentundertrykking, men at det kan begrense graden av avbøyning av platen (og derved følsomhet) i tykkelsesretningen. Avbøyning av platen vil i slike tilfeller være begrenset fordi platen, dersom den er stift og fast under-støttet i begge ender, nødvendigvis vil måtte forlenges langs lengderetningen (12X i Figur 1). For å øke graden av avbøyning samtidig som høy krysskomponentundertrykking opprettholdes, kan et arrangement slik som det som er vist i Figur 7, brukes for å understøtte platen 12 i endene i lengderetning. Det kan lages monteringshull 13 for hodeskruer eller liknende, ved en ende. I den andre enden kan det være avlange åpninger 15 slik at under bøyning, når lengdedimensjonen vil være redusert i en tilsvarende grad, er den andre enden av platen 12 fri til å bevege seg i lengderetning, men i hovedsak ikke på tvers av denne.
Figur 8 viser en spesiell utførelse som kan brukes til å bestemme en orientering av et akselerometer i forhold til jordens gravitasjon, så vel som å gjøre akselerasjonsmålinger. En fiber 14A omfatter et Bragg-gitter 14B. Fiberen 14A kan være festet til en plate, i hovedsak slik det er forklart med referanse til Figur 1. En lyskilde 24A, slik som en laserdiode, er optisk koplet til en ende av fiberen 14A gjennom en stråledeler 25. Fiberen 14A kan omfatte et speil 17 ved sin andre ende. En fotodetektor 30 er koplet til den andre utgangen av stråledeleren 25. Utgangen av fotodetektoren 30 kan være koplet til en spektrumanalysator 31. Derved er bølgelengden av lyset som reflekteres av Bragg-gitteret 14B relatert til graden av forlengelse av Bragg-gitteret 14B. Akselerometeret kan brukes til å bestemme orienteringen av dette ved å kalibrere den reflekterte bølgelengden av Bragg-gitteret ved både null tyngdekraft og ved enhetstyngdekraft (100% tyngdekraft). Målinger av bølgelengden til det reflekterte lyset kan ved hjelp av velkjente trigonometriske sammenhenger relateres til orienteringen av akselerometeret i forhold til tyngdekraften.
I den foreliggende utførelsen kan akselerometeret kalibreres ved null tyngdekraft ved å orientere platen (12 i Figur 1) slik at tykkelsesdimensjonen, eller avbøyningen, av platen (12Z i Figur 1) er orientert på tvers av jordens tyngdekraft. En bølgelengde av lys som reflekteres fra Bragg-gitteret 14B, måles av spektrumanalysatoren 31. Så orienteres platen slik at dens avbøyningsretning (12Z i Figur 1) innrettes direkte langs jordens gravitasjon, og bølgelengden av lys som reflekteres fra Bragg-gitteret 14B måles igjen. Bølgelengden av lys som reflekteres av Bragg-gitteret 14B vil endres når fiberen 14A forlenges av avbøyning av platen med påfølgende forlengelse av Bragg-gitteret 14B. Den relative orienteringen til akselerometeret i forhold til jordens tyngdekraft vil derved være relatert til lysbølgelengden som reflekteres fra Bragg-gitteret 14B. De optiske komponentene som er beskrevet med referanse til Figur 8, kan være omfattet som en separat fiber i ethvert spesielt akselerometer, eller, som vist i Figur 8, kan være omfattet i den samme fiberen som brukes i akselerometersensoren.
I et multikomponent sensorsystem slik som vist i Figur 4, kan hvert av tre gjensidig ortogonale akselerometere omfatte en fiber med et Bragg-gitter. Assosierte optiske komponenter kan brukes for å muliggjøre bestemmelse av en lengdeendring av gitteret, slik det er vist i Figur 9. I utførelsen i Figur 9 kan en enkelt optisk fiber 33 omfatte tre separate Bragg-gittere 35, 37, 39. Hvert Bragg-gitter 35, 37, 39 vil forlenges og derved reflektere en spesiell lysbølgelengde, avhengig av orienteringen i forhold til jordens gravitasjon av den tilsvarende akselerometerplaten. Derved kan orienteringen av sensorsystemet utledes ved måling av bølgelengden på utgangen av Bragg-gitteret til hver av de tre gitterene 35, 37, 39, og derved orienteringen til hvert akselerometer i forhold til gravitasjonen. Orienteringen til hele sensorsystemet i forhold til tyngdekraften, kan bestemmes fra de tre individuelle målingene av tyngdekraftkomponenter ved hjelp av akselerometerene, og bruk av velkjente geometriske sammenhenger. Noen utførelser av akselerometerplaten i følge utførelsen i Figur 9, kan omfatte en eller flere reaktive masser koplet til denne, slik som vist i Figur 3.
Figur 10 viser enkeltfiberutførelsen av inklinometeret i Figur 9, der hvert Bragg-gitter 35, 37, 39 i fiberen 33 er festet til en samsvarende en av akselerometerplatene 12Y, 12Z, 12X. Hver plate 12Y, 12X, 12Z vil avbøyes i samsvar med orienteringen av hver plate i forhold til jordens gravitasjon. Dersom en spesiell plate står på tvers av tyngdekraften, vil dens avbøyning grunnet tyngdekraften være i hovedsak null. Maksimal avbøyning, og tilsvarende lengdeendring av det assosierte Bragg-gitteret, vil forekomme når en akselerometerplates avbøyningsretning i hovedsak er innrettet langs jordens tyngdekraft. Orienteringen kan utledes ved hjelp av velkjente formeler som anvender målinger av ortogonale komponenter av jordens tyngdekraft. I utførelsen i Figur 10 kan akselerometerplatene være orientert i hovedsak ortogonalt. Andre utførelser kan omfatte en separat fiber for hvert Bragg-gitter, eller de kan omfatte et Bragg-gitter på de samme følefibrene som brukes i en eller flere typer av interferometer, for å føle seismisk energi slik det er forklart med referanse til Figurene 1-4.
En annen utførelse av et inklinometer 50, som er vist i Figur 11, kan frembringe økt belastning på et fiber-Bragg-gitter i forhold til jordens gravitasjonskraft ved å belaste fiber-Bragg-gitteret med masse direkte. Slik direkte belastning kan øke nøyaktigheten til målingen av avbøyningen. Slikt som vist i Figur 11, gjør lineære lagre eller en annen begrensnings-anordning med høy presisjon 47, det mulig for masser 42, 43 å skli langs en ramme eller stav 40 som resultat av kraften som skapes av jordens gravitasjon. Kopling av en fiber 44 med et Bragg-gitter til lagre 47 og derved operativt til massene 42, 43, samt introduksjon av et fast anslag eller slagbegrenser 41 til hver ende av delen av staven 40 som tillater bevegelse av masse, muliggjør at Bragg-gitteret kan belastes med en hvilken som helst av de to massene 43, 42 uavhengig av orienteringen til anordningen i forhold til gravitasjonen. For eksempel, med orientering som vist i Figur 11, stoppes den øvre massen 42 av slagbegrenseren 41, mens den nedre massen 43 kan beveges når den påvirkes av gravitasjonen, slik at den belaster fiberen 44. Dersom akselerometeret dreies slik at den nedre massen 43 befinner seg over den øvre massen 42, vil den nedre massen 43 stoppes av slagbegrenseren 41, og den øvre massen 42 vil bevege seg når den påvirkes av tyngdekraften. Det å trekke direkte i fiberen 44, som vist i Figur 11, kan medføre mer belasting på Bragg-gitteret 45 og skape et større faselengdeskift. På grunn av at massene 42, 43 beveger seg langs staven 40 på lineære lagre, forhindres massene 42, 43 i det vesentlige å bevege seg andre steder enn langs staven 40. Ved å begrense bevegelse av massene 42, 43 til langs staven 40, er inklinometeret i hovedsak følsomt kun for den akselerasjonskomponenten (f eks jordens gravitasjon) som virker langs lengden av staven, og har derved høy krysskomponentundertrykking. Inklinometeret 50 som er vist i Figur 11, kan kalibreres på i hovedsak samme måte som forklart ovenfor med referanse til Figur 9.
Et alternativt arrangement av et inklinometer som generelt virker basert på samme prinsipp som anordningen som er vist i
Figur 11, er vist skjematisk i Figur 11A. En masse 42A er hengt opp langs en stav 40A ved hjelp av lineære lagre 47A slik at massen 42A kan bevege seg langs retningen av staven 40A, men i det vesentlige er hindret fra bevegelse i noen annen retning. En optisk fiber 44A med et Bragg-gitter 45A er koplet til massen 42A slik at massen 42A er anordnet langs fiberen 44A mellom to fiberopphengningspunkter 44B. Når tyngekraften virker på massen 42A, trekker den i fiberen 44A og forårsaker at dennes lengde endres, noe som kan detekteres ved endring i lysrefleksjonsbølgelengden til Bragg-gitteret 45A. Når det gjelder prinsipper for operasjon og kalibrering, opererer anordningen vist i Figur 11A i hovedsak på liknende måte som anordningen vist i Figur 11. Utførelsen som er vist i Figur 11A, har den fordelen at den kan opereres i enhver retning i forhold til tyngdekraften ved bruk av kun en enkelt masse og at den ikke krever noen slagbegrenser slik anordningen som er vist i Figur 11, gjør. Figur 12 viser en utførelse av et seismisk multikomponent sensorsystem som omfatter tre gjensidig ortogonale inklinometere 50X, 50Y, 50Z og tre gjensidig ortogonale akselerometere 10X, 10Y, 10Z. Systemet i Figur 12 er basert på tilsvarende operativt prinsipp som det som er vist i Figur 10. Inklinometerene 50X, 50Y, 50Z er imidlertid av den typen som er forklart med referanse til Figur 11. Henvisningstegnene X, Y og Z viser til de individuelle følsomme aksene av sensorsystemet, som konvensjonelt merkes slik at akser som vanligvis er anordnet horisontalt er X og Y, og den vertikalt anordnede aksen er Z. Systemet kan anordnes i et vanntett hus 22 som tilfellet er for andre utførelser, slik det er forklart med referanse til Figur 4 og Figur 10.
Optiske akselerometere, optiske inklinometere, og sensor-systemer laget med akselerometere i følge oppfinnelsen, kan gi forbedret følsomhet, forbedret krysskomponentundertrykking og forbedret pålitelighet i forhold til elektriske og optiske akselerometere som er kjent innen fagområdet.

Claims (1)

1. Akselerometer som omfatter; en ramme; en plate understøttet ved begge ender i lengderetning i rammen; minst en optisk fiber som er festet til en side av platen slik at avbøyning av platen endrer en lengde av den optiske fiberen; og innretning for å føle lengdeendringen av den optiske fiberen.
2. Akselerometer i følge krav 1, som videre omfatter en ytterligere optisk fiber som er festet til den andre siden av platen, slik at avbøyning av platen endrer en lengde av den ytterligere fiberen, med motsatt polaritet i forhold lengdeendringen av den minste ene optisk fiberen festet til den ene siden av platen.
3. Akselerometer i følge krav 1, som videre omfatter en masse festet til platen slik at en størrelsesgrad av avbøyningen av platen økes i forhold til en størrelsesgrad av en akselerasjon som påtrykkes platen.
4. Akselerometer i følge krav 1, der innretningen for å føle omfatter et Michelson interferometer.
5. Akselerometer i følge krav 1, der innretningen for å føle omfatter et Fabry-Perot interferometer.
6. Akselerometer i følge krav 1, der innretningen for å føle omfatter et Mach-Zender interferometer.
7. Akselerometer i følge krav 1, videre omfattende en sensor for bølgelengde av lys som er optisk koplet til den minst ene fiberen, og der den minst ene fiberen omfatter et Bragg-gitter, slik at en orientering i forhold til jordens gravitasjon av en avbøyningsakse av platen kan bestemmes ved måling av en bølgelengdeendring av lyset som reflekteres av Bragg-gitteret.
8. Akselerometer i følge krav 1, videre omfattende en andre optisk fiber som er festet til platen slik at avbøyning av platen endrer en lengde av den andre fiberen, der den andre fiberen har et Bragg-gitter, og der den andre fiberen er optisk koplet til en bølgelengdedetektor slik at en orientering av akselerometeret i forhold til jordens gravitasjon, kan bestemmes ved måling av en bølgelengdeendring av lys som reflekteres av Bragg-gitteret.
9. Akselerometer i følge krav 1, der minst en ende i lengderetning av platen er understøttet for å muliggjøre langsgående bevegelse når platen avbøyes.
10. Akselerometer i følge krav 1, videre omfattende: minst to plater understøttet ved begge respektive ender i lengderetning i rammen og minst en optisk fiber som er festet til en side av hver plate slik at avbøyning av platen endrer en lengde av den optiske fiberen, og der de minst to platene er orientert slik at de er følsomme for akselerasjon i det minste delvis langs gjensidig ortogonale retninger; og innretning for å føle lengdeendringen av den optiske fiberen i hver av platene.
11. Akselerometer i følge krav 10, der hver plate videre omfatter: en ytterligere optisk fiber som er festet til den andre siden av hver plate, slik at avbøyning av platen endrer en lengde av den ytterligere fiberen, med motsatt polaritet i forhold til lengdeendringen av den minst ene optiske fiberen som er festet til den ene siden av platen.
12. Akselerometer i følge krav 10, videre omfattende en masse som er festet til hver plate slik at en grad av avbøyningen av hver plate økes i forhold til en grad av en akselerasjon påtrykt hver plate.
13. Akselerometer i følge krav 10, der innretningen for å føle omfatter Michelson interferometre.
14. Akselerometer i følge krav 10, der innretningen for å føle omfatter Fabry-Perot interferometre.
15. Akselerometer i følge krav 10, der innretningen for å føle omfatter Mach-Zehnder interferometre.
16. Akselerometer i følge krav 10, som videre omfatter en lysbølgelengdesensor som er optisk koplet til den minste ene fiberen i hvert akselerometer, og der den minst ene fiberen i hvert akselerometer omfatter et Bragg-gitter, slik at en orientering i forhold til jordens gravitasjon av en avbøyningsakse av hver plate, kan bestemmes ved måling av bølgelengdeendring av lys som reflekteres av Bragg-gitteret.
17. Akselerometer i følge krav 10, videre omfattende: tre plater der hver plate er understøttet i lengderetning ved begge respektive ender i lengderetning i rammen, minst en optisk fiber som er festet til en side av hver plate, slik at avbøyningen av platen endrer en lengde av den optiske fiberen, der de minst tre platene er orientert for å være følsomme for akselerasjon i det minste langs delvis gjensidig ortogonale retninger; innretning for å føle lengdeendringen av den optiske fiberen i hver av platene; og der den minst ene fiberen i hver plate omfatter et Bragg-gitter, slik at en orientering i forhold til jordens gravitasjon av en avbøyningsakse for hver plate, kan bestemmes ved måling av en bølgelengdeendring av lys som reflekteres av Bragg-gitteret, slik at en orientering av systemet i forhold til jordens gravitasjon kan bestemmes.
18. Akselerometer i følge krav 17, der den optiske fiberen i hver plate er den samme fiberen, der den samme fiberen har et Bragg-gitter, hvor den samme fiberen er festet til hver plate, der hvert Bragg-gitter reflekterer en utvalgt bølgelengde av lys.
19. Akselerometer i følge krav 10, der hver plate er understøttet ved begge ender i lengderetningen av denne, der minst en ende i lengderetningen er understøttet for å muliggjøre langsgående bevegelse når hver plate avbøyes.
21. Akselerometer i følge krav 17, der hver plate er understøttet i begge ender i lengderetning, der minst en ende i lengderetning er understøttet for å muliggjøre bevegelse i lengderetning når hver plate avbøyes.
NO20061377A 2005-03-31 2006-03-27 Seismisk sensorsystem med optisk akselerometer og inklinometer NO338426B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/095,860 US7222534B2 (en) 2005-03-31 2005-03-31 Optical accelerometer, optical inclinometer and seismic sensor system using such accelerometer and inclinometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20061377L NO20061377L (no) 2006-10-02
NO338426B1 true NO338426B1 (no) 2016-08-15

Family

ID=36119730

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20061377A NO338426B1 (no) 2005-03-31 2006-03-27 Seismisk sensorsystem med optisk akselerometer og inklinometer
NO20161062A NO339563B1 (no) 2005-03-31 2016-06-24 Seismisk sensorsystem med optisk akselerometer og inklinometer

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20161062A NO339563B1 (no) 2005-03-31 2016-06-24 Seismisk sensorsystem med optisk akselerometer og inklinometer

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7222534B2 (no)
CN (1) CN1841071A (no)
AU (1) AU2006201171B2 (no)
BR (1) BRPI0601039B1 (no)
CA (1) CA2535057C (no)
EG (1) EG24977A (no)
GB (3) GB2467068B (no)
MX (1) MXPA06003577A (no)
NO (2) NO338426B1 (no)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0401053D0 (en) * 2004-01-17 2004-02-18 Qinetiq Ltd Improvements in and relating to accelerometers
CN100449317C (zh) * 2006-11-08 2009-01-07 浙江大学 高分辨率亚纳量级光学三维加速度计
US7793543B2 (en) * 2007-05-04 2010-09-14 Baker Hughes Incorporated Method of measuring borehole gravitational acceleration
US7707883B2 (en) * 2007-11-06 2010-05-04 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for improved light source and light detector for gravimeter
US7808618B1 (en) 2008-01-09 2010-10-05 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Methods and apparatus for providing a semiconductor optical flexured mass accelerometer
US7622706B2 (en) 2008-01-18 2009-11-24 Pgs Geophysical As Sensor cable and multiplexed telemetry system for seismic cables having redundant/reversible optical connections
US8387456B2 (en) * 2008-03-18 2013-03-05 Symphony Acoustics, Inc. Gravity gradient sensor
US7751657B2 (en) * 2008-09-17 2010-07-06 Geum Suk Lee Inclinometer system
MY159728A (en) * 2008-11-19 2017-01-31 The Australian Nat Univ Acton A system, device and method for detecting seismic acceleration
GB2519462B (en) 2009-05-27 2015-07-08 Silixa Ltd Apparatus for optical sensing
CN102079501A (zh) * 2009-12-01 2011-06-01 原相科技股份有限公司 光学式侦测方法、光学式微机电侦测计及其制法
US9110181B2 (en) * 2010-03-19 2015-08-18 Washington University Rotational seismometer for near-field measurements
GB2506794B (en) * 2011-08-09 2016-08-17 Shell Int Research Method and apparatus for measuring seismic parameters of a seismic vibrator
CN104641258B (zh) 2012-03-08 2017-04-12 国际壳牌研究有限公司 地震电缆操纵系统和方法
CN104919339B (zh) 2012-03-08 2018-01-12 国际壳牌研究有限公司 集成地震监控系统和方法
EP2859302B1 (en) * 2012-06-06 2020-07-01 Northrop Grumman Systems Corporation Optical accelerometer system
CN102707091A (zh) * 2012-06-12 2012-10-03 中国科学院半导体研究所 基于悬臂梁的双光栅光纤矢量加速度计
CN103076465A (zh) * 2013-01-15 2013-05-01 西北大学 双半孔梁差动式光纤布拉格光栅加速度传感器
US9207339B2 (en) * 2013-01-23 2015-12-08 Magi-Q Technologies, Inc. Optical seismic sensor systems and methods
US10175437B2 (en) 2014-02-18 2019-01-08 Pgs Geophysical As Subsea cable having floodable optical fiber conduit
US9395465B2 (en) 2014-07-31 2016-07-19 Baker Hughes Incorporated Gravity and/or acceleration measurements using dual interferometer configurations
US9927221B2 (en) 2014-10-03 2018-03-27 Pgs Geophysical As Pressure-balanced seismic sensor package
US10101481B2 (en) 2014-10-03 2018-10-16 Pgs Geophysical As Floodable optical apparatus, methods and systems
US9746633B2 (en) 2014-10-03 2017-08-29 Pgs Geophysical As Clamp and bending strain relief apparatus and methods
US9829503B2 (en) 2014-10-03 2017-11-28 Pgs Geophysical As Apparatuses, systems, and methods for accelerometers
GB2531817B (en) 2014-11-03 2019-12-04 Westerngeco Seismic Holdings Ltd Accelerometer
GB2569245B (en) * 2014-11-03 2019-12-04 Westerngeco Seismic Holdings Ltd Optical fiber accelerometer
US9928705B2 (en) 2015-06-16 2018-03-27 Utc Fire & Security Corporation Threat detection system
DE102015217430A1 (de) * 2015-09-11 2017-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Faseroptischer Beschleunigungssensor
US10274627B2 (en) 2015-10-30 2019-04-30 Ion Geophysical Corporation Ocean bottom seismic systems
CN106768295A (zh) * 2016-12-12 2017-05-31 山东大学 一种光纤光栅微震传感器及制作方法
PL240132B1 (pl) * 2017-04-28 2022-02-21 Inphotech Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Sposób pomiaru drgań oraz urządzenie do pomiaru drgań
CN108225602A (zh) * 2017-12-26 2018-06-29 北京信息科技大学 基于fp-mz结构的温度应变同时测量的干涉型全光纤传感器
US11204365B2 (en) 2018-09-13 2021-12-21 Ion Geophysical Corporation Multi-axis, single mass accelerometer
CN109828123B (zh) * 2019-03-04 2021-01-19 武汉理工大学 一种基于长周期光纤光栅弯曲特性的二维加速度传感器及测量方法
US11079230B2 (en) 2019-05-10 2021-08-03 Northrop Grumman Systems Corporation Fiber-optic gyroscope (FOG) assembly
US10852132B1 (en) * 2019-05-17 2020-12-01 Chunwei Zhang Fiber bragg grating inclination sensor
CN111308569B (zh) * 2020-02-24 2021-03-12 北京大学 一种光纤重力梯度仪及重力梯度测量方法
CN113624990A (zh) * 2021-08-06 2021-11-09 西北大学 一种基于超短光纤光栅光纤的加速度传感器
CN113884703B (zh) * 2021-10-22 2024-01-09 欧梯恩智能科技(苏州)有限公司 一种三轴光纤加速度计
CN114001814B (zh) * 2021-11-18 2023-08-15 湖北工业大学 基于f-p干涉的复合式mems矢量水听器
CN114966105B (zh) * 2022-04-18 2023-07-14 北京华卓精科科技股份有限公司 一种加速度计

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2029982A (en) * 1978-09-18 1980-03-26 Honeywell Inc Laserfibre optic strain gauge
US4751690A (en) * 1986-05-12 1988-06-14 Gould Inc. Fiber optic interferometric hydrophone
US4876447A (en) * 1987-08-06 1989-10-24 Allied-Signal Inc. Fiber optic accelerometer using closed feedback relation to vary pathlength
US5099690A (en) * 1989-07-31 1992-03-31 Allied-Signal Inc. Fiber-optic gyroscope accelerometer

Family Cites Families (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4403144A (en) 1978-07-26 1983-09-06 Rockwell International Corporation Fiber optic accelerometer
SE413555B (sv) 1978-09-15 1980-06-02 Asea Ab Fiberoptiskt metdon
US4322829A (en) 1980-09-11 1982-03-30 Dynamic Systems, Inc. Fiber optic accelerometer and method of measuring inertial force
US4466295A (en) 1982-09-20 1984-08-21 Trw Inc. Photoelastic sensing means
US4671113A (en) 1983-02-17 1987-06-09 Carome Edward F Fiber optic accelerometer
US4593385A (en) 1983-05-19 1986-06-03 The Charles Stark Draper Laboratory Fiber optic sensor lead fiber noise cancellation
US4567771A (en) 1983-06-10 1986-02-04 Adc Fiber Optics Corporation Optical accelerometer
US4592235A (en) 1983-11-18 1986-06-03 Fink Lawrence E Optical accelerometer
DE3404692A1 (de) 1984-02-10 1985-08-14 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn Elektrode fuer ein widerstandspressschweissgeraet
US4678905A (en) 1984-05-18 1987-07-07 Luxtron Corporation Optical sensors for detecting physical parameters utilizing vibrating piezoelectric elements
US4897541A (en) 1984-05-18 1990-01-30 Luxtron Corporation Sensors for detecting electromagnetic parameters utilizing resonating elements
US4710760A (en) 1985-03-07 1987-12-01 American Telephone And Telegraph Company, At&T Information Systems Inc. Photoelastic touch-sensitive screen
CA1258786A (en) 1985-04-11 1989-08-29 Omur M. Sezerman Tilt adjustable optical fibre connectors
US4889406A (en) 1985-04-11 1989-12-26 Sezerman Omur M Tilt adjustable optical fibre connectors
US4648274A (en) 1985-08-07 1987-03-10 General Signal Corporation Photoelastic measuring transducer and accelerometer based thereon
US4726650A (en) 1985-09-27 1988-02-23 Western Atlas International, Inc. Optical accelerometer
US4743116A (en) 1985-10-07 1988-05-10 Eric Udd Microbending optical fiber accelerometer and gyroscope
US4755051A (en) 1985-10-07 1988-07-05 Mcdonnell Douglas Corporation Vibrating optical fiber accelerometer and gyroscope
US4637255A (en) 1985-12-30 1987-01-20 Litton Systems, Inc. Non-planar ring laser accelerometer
US4739661A (en) 1987-04-10 1988-04-26 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber-optic accelerometer having cantilevered acceleration-sensitive mass
US4800267A (en) 1987-07-06 1989-01-24 Freal James B Optical fiber microbend horizontal accelerometer
US4900918A (en) 1987-08-06 1990-02-13 Allied-Signal Inc. Resonant fiber optic accelerometer with noise reduction using a closed loop feedback to vary pathlength
US4799752A (en) 1987-09-21 1989-01-24 Litton Systems, Inc. Fiber optic gradient hydrophone and method of using same
US5195162A (en) 1987-12-16 1993-03-16 General Motors Corporation Planar polymer light guide methods and apparatus
US4930862A (en) 1988-01-20 1990-06-05 The Babcock & Wilcox Company Fiberoptic microbend accelerometer
US4860586A (en) 1988-01-20 1989-08-29 The Babcock & Wilcox Company Fiberoptic microbend accelerometer
DE3810638C1 (no) 1988-03-29 1989-08-10 Boge Ag, 5208 Eitorf, De
US4900919A (en) 1988-06-20 1990-02-13 Westinghouse Electric Corp. Wide bandwidth fiber optic accelerometer
US5251728A (en) 1989-07-05 1993-10-12 Boge Ag Hydraulic vibration damper or shock absorber with electrical control connections and connector therefor
US5061069A (en) * 1989-07-31 1991-10-29 Allied-Signal Inc. Fiber-optic bender beam interferometer accelerometer
GB8921370D0 (en) 1989-09-21 1989-11-08 Smiths Industries Plc Accelerometers
US5155548A (en) 1990-05-22 1992-10-13 Litton Systems, Inc. Passive fiber optic sensor with omnidirectional acoustic sensor and accelerometer
US5276322A (en) 1990-10-17 1994-01-04 Edjewise Sensor Products, Inc. Fiber optic accelerometer
US5317929A (en) 1991-02-07 1994-06-07 Brown David A Fiber optic flexural disk accelerometer
JPH05215764A (ja) 1992-01-31 1993-08-24 Canon Inc 光学式加速度計及び光学式角加速度計
US5420688A (en) 1992-12-14 1995-05-30 Farah; John Interferometric fiber optic displacement sensor
DE4337772A1 (de) 1993-11-05 1995-05-11 Fichtel & Sachs Ag Verfahren zum Erkennen einer Kurvenfahrt
US5473459A (en) 1993-12-03 1995-12-05 Optimux Systems Corporation Optical telecommunications system using phase compensation interferometry
DE19514844A1 (de) 1994-05-02 1995-11-09 Fichtel & Sachs Ag Anordnung zur Steuerung einer Fahrwerk-Einrichtung
FR2729031A1 (fr) 1994-12-28 1996-07-05 Alcatel Business Systems Agencement de chainage entre modules intermediaires, notamment de type repeteur, d'une installation dotee de terminaux communiquant par une liaison de transmission de paquets et installation ainsi equipee
SE503629C2 (sv) * 1995-02-13 1996-07-22 Reflex Instr Ab Apparat för bestämning av krökningen för en långsträckt kanal såsom ett borrhål i berg
DE19514852C2 (de) 1995-04-26 1997-07-03 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verfahren und Anordnung zur Beschleunigungs- und Vibrationsmessung
US5611731A (en) 1995-09-08 1997-03-18 Thrustmaster, Inc. Video pinball machine controller having an optical accelerometer for detecting slide and tilt
US5705809A (en) 1996-01-02 1998-01-06 Kershaw; Charles H. Optical transducer for measuring acceleration or vibration using a curved light reflector
US5625724A (en) 1996-03-06 1997-04-29 Litton Systems, Inc Fiber optic hydrophone having rigid mandrel
US5936294A (en) 1996-05-28 1999-08-10 Motorola, Inc. Optical semiconductor component and method of fabrication
US5837998A (en) 1996-06-24 1998-11-17 Dinev; Petko D. Two-dimensional fiber optic acceleration and vibration sensor
US5903349A (en) 1997-04-21 1999-05-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber optic accelerometer sensor and a method of constructing same
US5883308A (en) 1997-06-09 1999-03-16 Litton Systems, Inc. Fiber optic twist ring accelerometer
JPH1183894A (ja) * 1997-09-10 1999-03-26 Japan Aviation Electron Ind Ltd 光学式加速度計
US6018390A (en) 1998-01-27 2000-01-25 Rice Systems, Inc. Integrated optics waveguide accelerometer with a proof mass adapted to exert force against the optical waveguide during acceleration
US6175108B1 (en) * 1998-01-30 2001-01-16 Cidra Corporation Accelerometer featuring fiber optic bragg grating sensor for providing multiplexed multi-axis acceleration sensing
US6807328B2 (en) 1998-04-17 2004-10-19 John Farah Polished polyimide substrate
US6563998B1 (en) 1999-04-15 2003-05-13 John Farah Polished polymide substrate
US6426947B1 (en) 1998-10-21 2002-07-30 Kim K. Banker Apparatus and method for unilateral topology discovery in network management
US6160762A (en) * 1998-06-17 2000-12-12 Geosensor Corporation Optical sensor
US6314371B1 (en) 1999-06-25 2001-11-06 Input/Output, Inc. Dual sensor signal processing method for on-bottom cable seismic wave detection
US6575033B1 (en) 1999-10-01 2003-06-10 Weatherford/Lamb, Inc. Highly sensitive accelerometer
US7243543B2 (en) * 1999-10-01 2007-07-17 Optoplan As Highly sensitive accelerometer
US6384919B1 (en) 1999-10-29 2002-05-07 Northrop Grumman Corporation Fiber optic seismic sensor
US6346985B1 (en) 1999-10-29 2002-02-12 Litton Systems, Inc. Optical method for the transduction of remote arrays of electromechanical sensors
FR2807512B1 (fr) * 2000-04-11 2002-05-24 Commissariat Energie Atomique Inclinometre a reseau de bragg
US6671055B1 (en) 2000-04-13 2003-12-30 Luna Innovations, Inc. Interferometric sensors utilizing bulk sensing mediums extrinsic to the input/output optical fiber
US6832023B1 (en) 2000-05-19 2004-12-14 Georgia Tech Research Corporation Optical fiber gratings with azimuthal refractive index perturbation, method of fabrication, and devices for tuning, attenuating, switching, and modulating optical signals
US6867411B2 (en) 2000-10-30 2005-03-15 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Optically rebalanced accelerometer
WO2002063248A2 (en) 2001-02-06 2002-08-15 Weatherford/Lamb, Inc. Highly sensitive cross axis accelerometer
US6567174B1 (en) 2001-02-28 2003-05-20 Raytheon Company Optical accelerometer and its use to measure acceleration
US6581465B1 (en) 2001-03-14 2003-06-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Micro-electro-mechanical systems ultra-sensitive accelerometer
US6763718B1 (en) 2001-06-26 2004-07-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Micro-electro-mechanical systems ultra-sensitive accelerometer with independent sensitivity adjustment
US6550330B1 (en) 2001-03-14 2003-04-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Differential amplification for micro-electro-mechanical ultra-sensitive accelerometer
US6549488B2 (en) 2001-07-10 2003-04-15 Pgs Americas, Inc. Fiber-optic hydrophone
US6650418B2 (en) 2001-07-27 2003-11-18 Litton Systems, Inc. High performance fiber optic accelerometer
US6774354B2 (en) * 2001-10-15 2004-08-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber optic pitch or roll sensor
US6853934B2 (en) 2002-01-02 2005-02-08 General Electric Company System and method for remote data acquisition, monitoring and control
US6901176B2 (en) 2002-10-15 2005-05-31 University Of Maryland Fiber tip based sensor system for acoustic measurements
US6779402B2 (en) 2002-10-18 2004-08-24 Northrop Grumman Corporation Method and apparatus for measuring acceleration using a fiber optic accelerometer
US6886404B2 (en) 2003-02-05 2005-05-03 Fibersonde Corporation Fiber optic accelerometer
US6955085B2 (en) * 2003-06-02 2005-10-18 Weatherford/Lamb, Inc. Optical accelerometer or displacement device using a flexure system
US6898970B2 (en) 2003-06-05 2005-05-31 International Business Machines Corporation Inertial navigation device for ion propulsion driven spacecraft

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2029982A (en) * 1978-09-18 1980-03-26 Honeywell Inc Laserfibre optic strain gauge
US4751690A (en) * 1986-05-12 1988-06-14 Gould Inc. Fiber optic interferometric hydrophone
US4876447A (en) * 1987-08-06 1989-10-24 Allied-Signal Inc. Fiber optic accelerometer using closed feedback relation to vary pathlength
US5099690A (en) * 1989-07-31 1992-03-31 Allied-Signal Inc. Fiber-optic gyroscope accelerometer

Also Published As

Publication number Publication date
GB0602549D0 (en) 2006-03-22
GB2467068A (en) 2010-07-21
GB201007610D0 (en) 2010-06-23
NO339563B1 (no) 2017-01-02
US20060219009A1 (en) 2006-10-05
CN1841071A (zh) 2006-10-04
CA2535057A1 (en) 2006-09-30
MXPA06003577A (es) 2006-09-29
EG24977A (en) 2011-03-28
GB2424700A (en) 2006-10-04
CA2535057C (en) 2013-08-13
AU2006201171B2 (en) 2011-04-28
GB2467069A (en) 2010-07-21
GB2424700B (en) 2010-09-08
BRPI0601039B1 (pt) 2018-06-05
BRPI0601039A (pt) 2006-12-05
US7222534B2 (en) 2007-05-29
NO20161062A1 (no) 2016-06-24
GB2467069B (en) 2010-09-08
AU2006201171A1 (en) 2006-10-19
GB2467068B (en) 2010-10-27
NO20061377L (no) 2006-10-02
GB201007608D0 (en) 2010-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO339563B1 (no) Seismisk sensorsystem med optisk akselerometer og inklinometer
CA2574192C (en) Pressure compensated optical accelerometer, optical inclinometer and seismic sensor system
JP4787367B2 (ja) 高感度加速度計
AU2017346318B2 (en) Probe for determining soil properties
US9207339B2 (en) Optical seismic sensor systems and methods
EP2339381B1 (en) Direct velocity seismic sensing
NO337052B1 (no) Meget følsomt tverrakseakselerometer
WO2013131197A1 (en) Dual fibre bragg grating accelerometer
NO20140263A1 (no) Optisk bevegelsessensor
US10545166B2 (en) Optical sensor device, sensor apparatus and cable comprising such device
RU2716867C1 (ru) Система измерения трёхмерного линейного и углового ускорения и перемещения объекта в пространстве с использованием волоконных брэгговских решеток
Masek et al. Fibre optic based 3-D accelerometer design
Xu et al. Fiber Bragg Grating low-frequency accelerometer based on spring structure
Collette et al. Linear encoder based low frequency inertial sensor
CN117348097A (zh) 一种基于弹性摆的重力梯度测量装置
CN113310566A (zh) 一种全方位振动检测的光纤传感器
Takamori et al. Compact tiltmeter for ocean bottom and other frontier observations

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: GEOSPACE TECHNOLOGIES CORPORATION, US