洪 利，陈依柳，滕云田,2，张钰梓，邱忠超

(1.防灾科技学院电子科学与控制工程学院，河北廊坊 065201；2.中国地震局地球物理研究所，北京 100081)

0 引言

微地震监测在石油工程、核废料处理、大坝、危险性结构的预防和稳定性监测有广泛的应用[1],其信号与常规地震信号相比具有能量弱，频率高，容易被吸收等特点，这就对其信号的采集提出更高的要求[2-3]。与传统的电学加速度传感器相比，光纤布拉格光栅(FBG)加速度传感器以其体积小、质量轻、抗电磁干扰、耐腐蚀、易于实现分布式测量等优点越来越受到重视[4-5]。

近年来，国内学者根据FBG应变传感原理设计了多种形式的FBG传感器[6-7]，然而，适用于中高频领域的加速度传感器研究较低频领域仍有不足[8-10]。由于加速度传感器的固有频率和灵敏度相互掣肘，而中高频加速度传感器所需的高固有频率决定其灵敏度较低，所以研究提高中高频光纤光栅加速度传感器的灵敏度具有重要意义[11]。

针对中高频光纤光栅加速度传感器灵敏度低的问题，本文提出了一种带有2个惯性质量块的三铰链加速度传感器新型结构。从理论给出了传感器的灵敏度和谐振频率公式，并讨论了结构参数对传感器灵敏度和谐振频率的影响，利用有限元法分析了传感器的静态和动态特性，制作传感器实物并对其有效性进行验证。

1 传感器设计

1.1 传感器结构

传感器的结构如图1所示，该传感器是基于3个铰链的新型FBG加速度传感器，由底座、3个带有惯性质量块的椭圆柔性铰链以及光纤光栅组成。……