基于時分外差解調(diào)的分立式四分量光纖地震波檢測系統(tǒng)研制.pdf

1、地震波檢測器在地震預(yù)警、石油勘探、地質(zhì)分析等領(lǐng)域具有重要的作用。光纖地震波檢測器由于具有靈敏度高、抗電磁干擾、絕緣性好、耐腐蝕、長距離傳輸、易組成陣列等優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛的關(guān)注。分立式結(jié)構(gòu)的地震波檢測器，由于具有易于時分復(fù)用、便于加工組裝、適于大規(guī)模成陣等特點(diǎn)，對實(shí)現(xiàn)光纖地震波檢測器系統(tǒng)工程化有重要意義。
　　本課題主要研究分立式結(jié)構(gòu)的四分量地震波檢測系統(tǒng)。建立了基于Michelson干涉儀的非對稱式的薄殼型光纖地震波檢測器的物理模型

2、；搭建了基于時分外差的光纖地震波檢測系統(tǒng)，降低外差解調(diào)系統(tǒng)本底噪聲，實(shí)現(xiàn)對信號的高靈敏度檢測；研制分立結(jié)構(gòu)的四分量地震波檢測器系統(tǒng)，并測試了其探測性能。論文的主要研究成果如下：
　?。?）建立了一維非對稱式薄壁殼型地震波檢測器的模型，分析了各參量對地震波檢測器性能的影響，分析結(jié)果顯示，當(dāng)兩端彈性柱體半徑相等，非傳感端彈性柱體高度大于傳感端彈性柱體高度時，非對稱結(jié)構(gòu)的地震波檢測器靈敏度超過對稱結(jié)構(gòu)地震波檢測器靈敏度。
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3、）研究了基于外差檢測的四分量光纖地震波檢測系統(tǒng)。對外差解調(diào)系統(tǒng)的低頻噪聲來源進(jìn)行了理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采取物理屏蔽的方法使100Hz以上系統(tǒng)噪聲低于-90dB；測試了外差系統(tǒng)的穩(wěn)定性，測量波動小于0.1dB，并與相位載波控制(PGC)系統(tǒng)進(jìn)行了對比測試，兩個系統(tǒng)的測試結(jié)果相差小于2.5％。
　?。?）研制了串聯(lián)反射式結(jié)構(gòu)的分立式四分量地震波檢測器。測試結(jié)果表明，20Hz~200Hz內(nèi)，地震波檢波器三個軸加速度響應(yīng)平坦，加速度靈敏度