[发明专利]一种基于微结构光纤分布式声波传感的地震波测量系统有效

专利信息
申请号: 201711453533.5 申请日: 2017-12-28
公开(公告)号: CN108415067B 公开(公告)日: 2020-02-14
发明(设计)人: 孙琪真;李豪;艾凡;闫志君;贺韬;汪静逸;刘德明 申请(专利权)人: 华中科技大学
主分类号: G01V1/18 分类号: G01V1/18
代理公司: 42201 华中科技大学专利中心 代理人: 张建伟;曹葆青
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要: 发明涉及一种基于微结构光纤分布式声波传感的地震波测量系统,该系统包括窄线宽激光源、耦合器、声光调制器、掺饵光纤放大器、平衡光电探测器、微结构传感光缆、信号控制和处理模块。窄线宽激光器产生信号光由环形器注入微结构传感光缆,通过该光缆对外界地震波信号进行测量,携带地震波信息的反射光信号与参考光形成外差信号送入平衡光电探测器,其输出的电信号最终由信号控制处理模块进行解调处理,实现对地震波信号的有效测量。本发明具有测量灵敏度高、空间分辨率高的优势,相比于传统电学检波器,结构简单,体积小重量轻易安装,且不受电磁干扰。本发明可用于测量地下传播的地震波信号、资源探测以及地质勘探等领域。
搜索关键词: 地震波信号 地震波 平衡光电探测器 微结构光纤 声波 测量系统 传感光缆 测量 微结构 传感 信号控制处理模块 掺饵光纤放大器 窄线宽激光器 反射光信号 空间分辨率 声光调制器 地质勘探 产生信号 处理模块 电磁干扰 解调处理 外差信号 信号控制 有效测量 资源探测 灵敏度 电学 参考光 环形器 激光源 检波器 体积小 窄线宽 耦合器 可用 送入 光缆 输出 携带 地下 传播
【主权项】:
1.一种基于微结构光纤分布式声波传感的地震波测量系统,其特征在于,包括窄线宽激光器(1)、第一光耦合器(2)和第二光耦合器(8)、光环形器(5)、声光调制器(3)、掺饵光纤放大器(4)、平衡光电探测器(7)、微结构传感光缆(6)以及控制处理模块(9);其中:/n所述窄线宽激光器(1)输出与第一耦合器(2)相连,用于提供窄线宽激光信号;/n所述第一耦合器(2)包括光源输入端、本振光输出端和信号光输出端;所述光源输入端用于接收窄线宽激光,本振光输出端与第二耦合器(8)本振光输入端相连,向其提供参考光;信号光输出端与声光调制器(3)输入端相连,向其提供信号光;/n所述声光调制器(3)包含输入、输出和驱动三个端口,用于将激光调制成脉冲并产生一定的频移;/n所述掺饵光纤放大器(4)包含光输入和光输出两个端口,用于放大输入光信号;/n所述光环形器(5)的第一端口与掺饵光纤放大器(4)输出端相连,第二端口与微结构传感光缆(6)相连,第三端口接第二耦合器(8)输入端;所述光环形器(8)用于将第一端口的光输送至第二端口输出,将从第二端口进入的光输送至第三端口,经该端口送出至第二耦合器(8);所述第二耦合器(8)用于将参考光和信号光合为一路,送入平衡光电探测器(7)输入端;/n所述微结构传感光缆(6)用作传感单元,用于感知地震波的传播;所述微结构传感光缆(6)的光纤上刻写的每个微结构点具备全波段反射特性,且反射率低但比瑞利散射高5-20dB;地震波引起光缆中光信号的变化,分布在所述微结构传感光缆的光纤的不同位置的每段微结构传感光缆为一个地震波检测单元来实现对地震波信号的探测,其等效位置可视为两微结构点间的光纤中部,能检测一段时间内此位置处的地震波传播信息,进而得到地震传输波形的时间位置分布图;/n所述平衡光电探测器(7)包含两个输入端口和一个差分输出端口,第二耦合器(8)输出的光进入平衡光电探测器(7)输入端;平衡光电探测器(7)输出端接控制处理模块(9)的输入端;平衡光电探测器(7)用于将光缆反射回的光与本振光干涉后的光信号,转化为电信号,送入控制处理模块(9);/n所述控制处理模块(9)包含输入端、驱动端口和PC连接数据端口;控制处理模块(9)输入端连接平衡光电探测器(7)的输出端,驱动端连接声光调制器(3)用于驱动声光调制器正常工作;PC连接数据端口用于外接计算机;实现实时结果显示和数据存储;控制处理模块(9)用于解调平衡光电 探测器(7)输出的电信号,解调恢复光缆所探测的外界地震波信号,并产生驱动信号以控制声光调制器的工作;所述控制处理模块包含嵌入式处理模块(15)、D/A模块(16)、A/D模块(18)、带通滤波器(17);所述A/D模块(18)用于采集信号并转化为数字信号,送入带通滤波器(17);所述带通滤波器(17)用于实现中频带通,其输出接所述嵌入式处理模块(15);所述嵌入式处理模块(15)用于对采集到的信号进行解调,并产生驱动信号,经D/A转化后送入声光调制器(3 ),以驱动声光调制器正常工作。/n
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  • 钱荣毅;李建;杨煜坤 - 中国地质大学(北京)
  • 2019-10-18 - 2019-12-17 - G01V1/18
  • 本发明实施例提供一种空地一体化地震数据收集系统及方法。其中,系统包括:无人飞行器和多个无线地震仪;其中,每个所述无线地震仪,用于采集并存储自身对应区域内的地震数据;所述无人飞行器中搭载有地震数据无线收集装置,所述地震数据无线收集装置,用于在所述无人飞行器沿飞行航线飞行时,依次从所述多个无线地震仪中,获取地震数据。本发明实施例提供的系统及方法,通过无人飞行器搭载地震数据无线收集装置,使得地震数据无线收集装置在无人飞行器沿飞行航线飞行时,依次从多个无线地震仪中,获取地震数据,实现空地一体化地震数据收集,可有效提高工作效率降低工作成本,且可以有效避免人为因素导致遗漏情况的发生。
  • 地声传感探头和地震检测系统-201910902408.0
  • 李中强;何焱凯 - 深圳市深创谷技术服务有限公司
  • 2019-09-23 - 2019-12-13 - G01V1/18
  • 本发明公开了一种地声传感探头和地震检测系统,所述地声传感探头包括:测试传感器组件,所述测试传感器组件用于测量振动数据;外部处理装置,所述外部处理装置包括:主控板,所述主控板与所述测试传感组件电性连接;和电源组件,所述电源组件包括光电转换构件、电源管理器和储能构件,所述光电转换构件和所述储能构件均与所述电源管理器电性连接,所述电源管理器与所述主控板电性连接;传输线缆,所述传输线缆用于将分体设置的所述测试传感器组件与所述外部处理装置的主控板电性连接。本发明旨在保证即使地声传感探头深埋于地下,安装环境复杂,也能保证连续使用的功能,提高地声传感探头的稳定性。
  • 一种自然灾害风险监测装置-201920811929.0
  • 王诗莹 - 黑河学院
  • 2019-05-31 - 2019-12-13 - G01V1/18
  • 本实用新型公开了一种自然灾害风险监测装置,包括第一隔爆外壳以及第二隔爆外壳,所述第一隔爆外壳内设有主隔爆腔,所述第二隔爆外壳内设有接线腔,所述第一隔爆外壳以及第二隔爆外壳之间设有接线连通孔,所述接线连通孔的右侧面且位于第一隔爆外壳的内壁上固定焊接有防爆隔板,所述有防爆隔板上等距离排列固定镶嵌有若干与接线柱相穿插固定的绝缘套管,所述绝缘套管的内侧面且位于接线柱的外侧面固定设有橡胶绝缘套筒,所述橡胶绝缘套筒的左右两端且位于接线柱的两端的外侧面从内到外依次设有绝缘衬垫、第一紧固螺母、第一弹簧垫圈、第二弹簧垫圈以及第二紧固螺母。本实用新型安装方便且绝缘防爆性能好。
  • 一种428XL系列分体巴掌单元-201920821388.X
  • 何增勇 - 山东省菏泽市佳钥电子科技有限公司
  • 2019-06-03 - 2019-12-13 - G01V1/18
  • 本实用新型涉及地震数据采集技术领域,特别涉及一种428XL系列分体巴掌单元,包括巴掌,所述巴掌由齿合在一起的巴掌一、巴掌二组成,所述巴掌背面固定连接金属密封板,所述巴掌正面固定连接弓形夹,所述巴掌背面有两触点PCB接地引导针,所述金属密封板有两凸点,所述金属密封板凸点与触点PCB接地引导针电性导通连接。本实用新型可以任意组装需要的结构,任何段端损坏只需将坏的一段的巴掌拆开换下即可,且更换简单,节约成本,提高野外施工效率。
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