導語：應力傳感器基于光纖光柵傳感技術，利用光纖傳感技術本征絕緣、壽命長、易陣列復用的優(yōu)勢，實現(xiàn)單筒多測點同步測量。本期轉化果平臺推薦的《基于光纖光柵的高精度三維擾動應力傳感器》是為滿足巖土工程、采礦工程所需而專門研制的特種應力應變陣列測量傳感器，其采用獨特的結構設計、獨到的封裝保護方式、精準的波長解調技術，突破了現(xiàn)有測試技術瓶頸，可以滿足地應力擾動的三維長期測量。
一、基本情況
基于光纖光柵的高精度三維擾動應力傳感器(空心包體應力計，下簡稱應力計)是為滿足巖土工程、采礦工程所需而專門研制的特種應力應變陣列測量傳感器，其采用獨特的結構設計、獨到的封裝保護方式、精準的波長解調技術，可以滿足地應力擾動的三維長期測量。
應力傳感器基于光纖光柵傳感技術，利用光纖傳感技術本征絕緣、壽命長、易陣列復用的優(yōu)勢，實現(xiàn)單筒多測點同步測量。在本傳感器上可以有多個測環(huán)，每個測環(huán)上3個應變花測點，每個測點有呈45°方向的三個應變傳感器，用來實時測量彈性筒上不同位置的多點、多向應變大小。同時，傳感器包含1個溫度傳感器，用來測試環(huán)境溫度并對應變傳感器進行實時溫度補償。根據用途不同，單應變桶上可以有最多6個測環(huán)、54個應變傳感器。
該成果發(fā)揮光纖傳感的諸多優(yōu)勢，具有耐腐蝕、抗電磁干擾、抗地下水、易施工等優(yōu)點，突破現(xiàn)有測試技術瓶頸，實現(xiàn)各地下工程的長期可靠測量。
相對于傳統(tǒng)的單方向位移監(jiān)測，該方法可以精準獲取巖體內的三維應變信息，從而更加精確的獲得位移、變形信息，結合高速采樣技術，可以對巖爆進行監(jiān)測。
傳感器實物圖如下所示：
圖1 傳感器實物圖
二、實物及關鍵指標
表1 關鍵技術指標
三、接續(xù)方式
傳感器采用鎧裝方式進行加強保護，確保光纜可以耐受現(xiàn)場施工的苛刻考驗。定制長度的專用鎧裝線纜直接插拔，現(xiàn)場不需熔接就可以接駁使用，減輕施工現(xiàn)場的工作量和難度。采用注漿、接續(xù)一體模式，便于施工現(xiàn)場調整接續(xù)長度或者更換傳感器等，具有施工便利、接續(xù)時間短、注漿阻力小等優(yōu)勢。傳感器接續(xù)效果如下圖所示：
圖2 傳感器接續(xù)示意圖
黑色為傳感器，藍色為接續(xù)和注漿一體裝置，施工簡單
四、可靠的標定過程和數據
傳感器具備應變精確測量的能力，應變測量精度1微應變，測量范圍3000微應變，且具備實時溫度補償的能力。傳感器經過特殊的材料選擇和工藝方法以及穩(wěn)定性處理手段，其長期穩(wěn)定性遠高于常規(guī)應變傳感器。
科研團隊具備全鏈條設計能力，掌握關鍵技術和校準標定手段，確?？蒲谐晒械拿總€應變傳感器都精準的參數，以確保客戶得到可靠的、經得起檢驗的真實原位數據。如下圖所示傳感器對應變和溫度的響應曲線，該圖表和原始數據作為基礎資料同步交付給用戶，便于后期精確計算：
圖3 傳感器壓力和溫度標定曲線
光纖圍巖應力解調系統(tǒng)機柜式
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