0 引言

　　近年来，地震勘探技术越来越成熟[1]，促进了地震检波器的飞速发展。过去的井中地震勘探技术多依赖于电类检波器[2-5]，这类检波器在实际应用中存在易受电磁干扰、不耐高温等问题。与电类检波器相比，光纤布喇格光栅（FBG）类地震检波器具有抗电磁干扰能力强、灵敏度高、耐腐蚀、耐高温、安全可靠和可多路复用[6-13]等优点，已逐渐成为现有地震检波器中的主流检波器。

　　FBG地震检波传感器按信息采集维度大致分为单分量FBG地震检波器[14-19]和多分量FBG地震检波器[20-21]。由于单分量FBG地震检波器采集信息单一，难以满足技术需求，因此现在研究较多的是采集数据丰富、采集结果更立体的三分量FBG地震检波器（多分量FBG检波器中的一种）。

　　2005年，曾楠等人[22]提出一种顺变柱体式FBG加速度传感器，由1个中心轴、2个环形顺变柱体组成，其中2根传感光纤分别缠绕在柱体上形成推挽式结构。该传感器的固有频率为1100 Hz，灵敏度为37 pm/g，但这种推挽式传感器结构对光纤缠绕的对称性要求极高。2017年，LI T等人[23]提出一种膜片式FBG地震检波器，2根FBG沿膜片两侧平行对称排列，该检波器的固有频率为300 Hz，在平坦区（10~150 Hz）内的灵敏度只有31.25 pm/g。2021年，JIA Z A等人[24]提出一种基于FBG的二维悬臂梁振动传感器，将一个双FBG粘贴在基座的两端与悬臂梁的中轴之间，质量块在有振动信号时带动光栅发生形变，从而检测到FBG的波长变化，实现振动测量。但是，该检波器在振动的x、y方向上的固有频率分别为 505 Hz、177 Hz，灵敏度分别为125.85 pm/g、82.32 pm/g，采集的信息却是二维信息。因此，如何在提高检波器灵敏度的同时，实现多分量采集是地震检波器今后研究的重点领域。

　　本文提出一种三分量FBG地震检波器，该检波器在传统的单分量地震检波器上，将3个悬臂梁正交放置在基座上，实现地震波信息的三维采集。

4 结束语

　　本文将结构简单、性能稳定的悬臂梁正交放置，设计了一种三分量FBG地震检波器，通过理论计算与仿真确定了检波器的优化结构参数，使该结构不仅能良好地完成地震波的三分量采集，而且保证了该检波器拥有较好的灵敏度响应。实验结果表明：检波器的平坦区为0.6~50 Hz，一阶、二阶和三阶固有频率分别为56 Hz、59 Hz和63 Hz，在x、y和z方向上的灵敏度分别为218.22 pm/g、284.76 pm/g和249.67 pm/g，横向干扰度小于5 %，实验结果与理论值接近。与传统的单分量检波器相比，三分量FBG地震检波器从检测精准度、实际应用价值等方面都具有更深远的研究意义，为地震探测提供了新的思路。