鉆孔形變井下觀測儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鉆孔形變井下觀測儀。為解決現(xiàn)有地震形變井下觀測儀器容易遭雷擊的問題而設(shè)計。其包含：設(shè)置于鉆孔井下的綜合探頭裝置，設(shè)置于地面上的數(shù)據(jù)采集控制器、導(dǎo)光器及導(dǎo)光的光源；綜合探頭裝置上設(shè)有光伏發(fā)電板，導(dǎo)光器一端連接有導(dǎo)光光纖，導(dǎo)光光纖另一端設(shè)有發(fā)送器，發(fā)送器伸入鉆孔井下與光伏發(fā)電板間隙設(shè)置；數(shù)據(jù)采集控制器與綜合探頭裝置之間通過數(shù)據(jù)信號光纖連接。以此設(shè)計，不但從根本上切斷了電擊的通道，使雷電高電壓脈沖再也無法進(jìn)入綜合探頭裝置內(nèi)部，達(dá)到免遭雷擊、延長使用壽命的目的，同時，綜合探頭裝置觀測的數(shù)據(jù)信息信號，采用不導(dǎo)電的光纖傳送至地面也不再受到電磁噪聲的干擾，提高了數(shù)據(jù)信息信號的質(zhì)量。
【專利說明】鉆孔形變井下觀測儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種觀測地震的地形變觀測儀器，特別涉及一種鉆孔形變井下觀測儀。

【背景技術(shù)】
[0002]地震是自然界帶給人類的嚴(yán)重災(zāi)害之一，目前我國及世界上地震觀測先進(jìn)的國家都在進(jìn)行地震地殼應(yīng)力(應(yīng)變)的觀測與研究，鉆孔地應(yīng)變觀測是地震地殼形變觀測的一種重要方法。
[0003]鉆孔形變井下觀測儀是一種新型地殼形變觀測儀器，其主要通過設(shè)置于鉆孔井下的綜合探頭裝置來進(jìn)行觀測，綜合探頭裝置主要有電源控制器、傳感器及連接該電源控制器與傳感器的傳感器電路器件組成；綜合探頭裝置通過電纜或電線等金屬導(dǎo)線與地面的電源連接提供電能，綜合探頭裝置將觀測的地殼形變數(shù)據(jù)，同樣利用與地面數(shù)據(jù)采集控制器連接的電纜或電線等金屬導(dǎo)線傳輸?shù)降孛妗?br> [0004]能同時測量應(yīng)變、傾斜等地學(xué)觀測量的綜合探頭裝置需用水泥固定在數(shù)十至數(shù)百米深鉆孔井中十年、二十年不間斷的長期觀測記錄地層形變，一旦遭到雷擊，就會造成重大損失，雖然地面設(shè)備可以更換和檢修，但綜合探頭裝置無法取出修理，觀測數(shù)據(jù)中斷，損失無法彌補(bǔ)。盡管世界各國都采用了嚴(yán)密的防雷電保護(hù)措施，但并不能徹底防止雷電的高電壓脈沖，雷電通過金屬電纜或金屬電線進(jìn)入形變綜合探頭裝置內(nèi)部，再加上觀測儀數(shù)十年在雷雨天也不停止的連續(xù)不間斷觀測工作，全世界各地遭受雷擊的案例不斷發(fā)生，美國在1983年至2004年間，28臺鉆孔形變井下觀測儀器中就有13臺遭雷擊損壞，我國遭受雷擊損壞的鉆孔形變井下觀測儀數(shù)量也不在少數(shù)。
[0005]所以，現(xiàn)有防雷電技術(shù)只能降低雷擊概率，并不能徹底防止雷電的高電壓脈沖，杜絕鉆孔形變井下觀測儀的綜合探頭裝置遭受雷擊，已成為鉆孔形變觀測技術(shù)發(fā)展中必須解決的重大技術(shù)問題。
實用新型內(nèi)容
[0006]為克服上述缺陷，本實用新型目的在于提供一種能夠杜絕雷電高電壓脈沖，免遭雷擊的鉆孔形變井下觀測儀。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實用新型的鉆孔形變井下觀測儀，包括:設(shè)置于鉆孔井下的綜合探頭裝置，設(shè)置于地面上的數(shù)據(jù)采集控制器；所述綜合探頭裝置上設(shè)有光伏發(fā)電板；所述鉆孔形變井下觀測儀在地面設(shè)置有導(dǎo)光器及導(dǎo)光的光源，導(dǎo)光器一端連接有導(dǎo)光光纖，導(dǎo)光光纖的另一端設(shè)有發(fā)送器，發(fā)送器伸入鉆孔井下與綜合探頭裝置上的光伏發(fā)電板間隙設(shè)置；所述設(shè)置于地面上的數(shù)據(jù)采集控制器與設(shè)置于鉆孔井下的綜合探頭裝置之間通過數(shù)據(jù)信號光纖連接。
[0008]進(jìn)一步，所述光源為太陽光、激光、發(fā)光二極管或白熾燈。
[0009]進(jìn)一步，所述發(fā)送器為光學(xué)凸透鏡。
[0010]進(jìn)一步，所述綜合探頭裝置包括:光伏發(fā)電板、與光伏發(fā)電板電連接的電源控制器、傳感器、連接電源控制器與傳感器的傳感器電路器件。
[0011]進(jìn)一步，所述光伏發(fā)電板為太陽能電池。
[0012]進(jìn)一步，所述光伏發(fā)電板設(shè)置于綜合探頭裝置上靠近鉆孔井口的一側(cè)。
[0013]進(jìn)一步，所述傳感器設(shè)置于綜合探頭裝置上靠近鉆孔井底的一側(cè)。
[0014]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)信號光纖的一端連接設(shè)置于地面上的數(shù)據(jù)采集控制器，另一端連接設(shè)置于鉆孔井下的綜合探頭裝置上的傳感器電路器件。
[0015]本實用新型的鉆孔形變井下觀測儀，由于采用了在數(shù)據(jù)采集控制器與綜合探頭裝置之間通過數(shù)據(jù)信號光纖連接，以及，在綜合探頭裝置上設(shè)置光伏發(fā)電板，在地面對應(yīng)設(shè)置導(dǎo)光器及導(dǎo)光的光源，用導(dǎo)光光纖連接導(dǎo)光器和發(fā)送器的結(jié)構(gòu)；不但順利的將光能轉(zhuǎn)換為觀測儀正常工作所需的電能，而且徹底杜絕了現(xiàn)有技術(shù)中，使用地面電源通過金屬電纜或電線向鉆孔井下供電，以及使用金屬電纜或電線向地面?zhèn)魉偷貧?yīng)變數(shù)據(jù)信息信號，容易遭受雷電高電壓脈沖的可能；從根本上切斷了電擊的通道，致使雷電高電壓脈沖無法進(jìn)入鉆孔井下的綜合探頭裝置內(nèi)部，達(dá)到免遭雷擊的目的，鉆孔形變井下觀測儀再不會被雷擊損壞，延長了使用壽命；同時，綜合探頭裝置觀測的數(shù)據(jù)信息信號，采用不導(dǎo)電的數(shù)據(jù)信號光纖傳送至地面也不再受到電磁噪聲的干擾，提高了數(shù)據(jù)信息信號的質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型鉆孔形變井下觀測儀的綜合探頭裝置安裝在鉆孔井下的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0018]如圖1所示，本實用新型的鉆孔形變井下觀測儀，主要包括設(shè)置于鉆孔井30下的綜合探頭裝置10，以及設(shè)置于地面上的數(shù)據(jù)采集控制器20。為了不再使用地面電源通過金屬電纜或電線向井下供電，杜絕雷電高電壓脈沖，采用在鉆孔井30下發(fā)電的方法，于綜合探頭裝置10上設(shè)置光伏發(fā)電板14，光伏發(fā)電板14 一般采用太陽能電池，由于本實用新型鉆孔形變井下觀測儀僅需要很少的電能就能正常工作，所以，利用該光伏發(fā)電板14所發(fā)的電完全能夠解決觀測儀正常工作所需電能的問題；為了給光伏發(fā)電板14提供光能，對應(yīng)的在地面設(shè)置了導(dǎo)光器70及導(dǎo)光的光源80，光源80采用太陽光、激光、發(fā)光二極管或白熾燈皆可；為了將光源80傳導(dǎo)至鉆孔井30下綜合探頭裝置10上的光伏發(fā)電板14，于導(dǎo)光器70的一端連接導(dǎo)光光纖40，而導(dǎo)光光纖40的另一端設(shè)有光學(xué)的發(fā)送器60，發(fā)送器60 —般采用光學(xué)凸透鏡，發(fā)送器60伸入鉆孔井30下與綜合探頭裝置10上的光伏發(fā)電板14間隙設(shè)置，以便于將發(fā)送器60發(fā)送的光最佳距離和角度的照射到光伏發(fā)電板14上。
[0019]承上所述，同樣的道理，為了不再將設(shè)置于鉆孔井30下的綜合探頭裝置10觀測到的數(shù)據(jù)信息信號，使用金屬電纜或電線向地面數(shù)據(jù)采集控制器20傳送，杜絕雷電高電壓脈沖，采用數(shù)據(jù)采集控制器20與綜合探頭裝置10之間通過數(shù)據(jù)信號光纖50連接的方式解決這個問題。
[0020]如圖1所示，本實用新型鉆孔形變井下觀測儀的綜合探頭裝置10，主要有光伏發(fā)電板14、與光伏發(fā)電板14電連接的電源控制器11、傳感器13、連接電源控制器11與傳感器13的傳感器電路器件12組成。
[0021]作為本實用新型的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，光伏發(fā)電板14設(shè)置于綜合探頭裝置10上靠近鉆孔井30井口的一側(cè)，傳感器13設(shè)置于綜合探頭裝置10上靠近鉆孔井30井底的一側(cè)。
[0022]作為本實用新型進(jìn)一步的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)信號光纖50的一端連接設(shè)置于地面上的數(shù)據(jù)采集控制器20，另一端連接設(shè)置于鉆孔井30下的綜合探頭裝置10上的傳感器電路器件12。
[0023]綜合上述內(nèi)容可知，本實用新型的鉆孔形變井下觀測儀，由于采用了在數(shù)據(jù)采集控制器20與綜合探頭裝置10之間通過數(shù)據(jù)信號光纖50連接，以及，在綜合探頭裝置10上設(shè)置光伏發(fā)電板14，在地面設(shè)置導(dǎo)光器70及導(dǎo)光的光源80，用導(dǎo)光光纖40連接導(dǎo)光器70和發(fā)送器60的結(jié)構(gòu)；不但順利的將光能轉(zhuǎn)換為觀測儀正常工作所需的電能，而且徹底杜絕了現(xiàn)有技術(shù)中，使用地面電源通過金屬電纜或電線向鉆孔井30下供電，以及使用金屬電纜或電線向地面?zhèn)魉偷貧?yīng)變數(shù)據(jù)信息信號，容易遭受雷電高電壓脈沖的可能。
[0024]本實用新型的鉆孔形變井下觀測儀，分別使用不導(dǎo)電的導(dǎo)光光纖40和不導(dǎo)電的數(shù)據(jù)信號光纖50，代替現(xiàn)有技術(shù)的金屬電纜或電線，電擊通道被切斷，致使雷電高電壓脈沖根本無法進(jìn)入鉆孔井30下綜合探頭裝置10內(nèi)部，達(dá)到免遭雷擊的目的，鉆孔形變井下觀測儀再不會被雷擊損壞。
[0025]另外，鉆孔井30下綜合探頭裝置10觀測的數(shù)據(jù)信息信號，如果通過金屬電纜或電線傳送到地面會受到外界電磁噪聲干擾，信號的訊噪比降低，但是以本實用新型所述的不導(dǎo)電的數(shù)據(jù)信號光纖50傳送至地面則不受電磁噪聲干擾。
[0026]再者，由于使用了不導(dǎo)電的導(dǎo)光光纖40和不導(dǎo)電的數(shù)據(jù)信號光纖50，代替現(xiàn)有技術(shù)的金屬電纜或電線，不但節(jié)省了大量寶貴的銅材和鋁材，同時，免遭雷擊的鉆孔形變井下觀測儀，還給國家節(jié)省了大筆維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用，并延長了使用壽命。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆孔形變井下觀測儀，包括:設(shè)置于鉆孔井下的綜合探頭裝置，設(shè)置于地面上的數(shù)據(jù)采集控制器；其特征在于:所述綜合探頭裝置上設(shè)有光伏發(fā)電板；所述鉆孔形變井下觀測儀在地面設(shè)置有導(dǎo)光器及導(dǎo)光的光源，導(dǎo)光器一端連接有導(dǎo)光光纖，導(dǎo)光光纖的另一端設(shè)有發(fā)送器，發(fā)送器伸入鉆孔井下與綜合探頭裝置上的光伏發(fā)電板間隙設(shè)置；所述設(shè)置于地面上的數(shù)據(jù)采集控制器與設(shè)置于鉆孔井下的綜合探頭裝置之間通過數(shù)據(jù)信號光纖連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔形變井下觀測儀，其特征在于:所述光源為太陽光、激光、發(fā)光二極管或白熾燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔形變井下觀測儀，其特征在于:所述發(fā)送器為光學(xué)凸透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆孔形變井下觀測儀，其特征在于:所述綜合探頭裝置包括:光伏發(fā)電板、與光伏發(fā)電板電連接的電源控制器、傳感器、連接電源控制器與傳感器的傳感器電路器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆孔形變井下觀測儀，其特征在于:所述光伏發(fā)電板為太陽能電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆孔形變井下觀測儀，其特征在于:所述光伏發(fā)電板設(shè)置于綜合探頭裝置上靠近鉆孔井口的一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆孔形變井下觀測儀，其特征在于:所述傳感器設(shè)置于綜合探頭裝置上靠近鉆孔井底的一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的鉆孔形變井下觀測儀，其特征在于:所述數(shù)據(jù)信號光纖的一端連接設(shè)置于地面上的數(shù)據(jù)采集控制器，另一端連接設(shè)置于鉆孔井下的綜合探頭裝置上的傳感器電路器件。
【文檔編號】E21B47/00GK203835375SQ201420250721
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】池順良 申請人:池順良