分布式光纤传感系统在地震波探测中的应用

发布时间：2021-04-13 04:50

　　基于?-OTDR系统的分布式光纤传感系统利用光纤中后向瑞利散射光的相位变化对沿光纤的振动信号进行传感。光纤作为传输介质同时作为传感介质,可以实现长距离分布式振动传感,目前已经广泛用于周界安防、管道检测、建筑物结构监测、地震勘探等领域。对?-OTDR系统的研究主要集中于光学系统及信号处理。但实际上传感光纤也是决定?-OTDR系统的重要因素,本文集中于?-OTDR系统在地震波勘探中的应用研究,主要工作内容和创新点集中在以下几点:首先,细致分析并推导了光纤在振动作用下光纤内部光场的变化,包括轴向振动和径向振动,以及光纤多个参数与最终相位变化的关系。从理论上分析了材料特性与光缆内部光纤封装方式对灵敏度的影响,包括材料特性与内部缠绕角度。针对于普通光缆对于地面震动和井下横向振动不敏感的缺点,设计了多种具有特殊结构的光缆。这几种光缆具备不同的材料、特性、光纤。随后将这几种光缆埋设于地面,使用篮球自由落体,测试它们在同一振动激发源下的响应。分析其响应结果,通过控制变量手段,得到材料特性与缠绕特性对光缆地面震动响应的影响。基于该分析结果,指出适合于地面震动感测和井下横向感测的光缆。接着,在第四章中,提... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

M-Z干涉仪基本原理图

迈克尔逊干涉仪原理图

萨格纳克干涉仪原理图

【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤干涉式振动传感器中顺变柱体刚度系数的计算方法[J]. 高文智,陈建冬,葛兆斌,孙韦,付群健,郎金鹏,常天英,崔洪亮.  中国激光. 2017(03)
[2]干涉型光纤传感器PGC解调算法的研究[J]. 张爱玲,王恺晗,郝彬,王燕.  光电技术应用. 2013(06)
[3]基于多频率综合鉴别φ-OTDR系统中干涉衰落假信号的相位解调技术[J]. 周俊,潘政清,叶青,蔡海文,赵浩,瞿荣辉,方祖捷.  中国激光. 2013(09)
[4]水下声场激光相干探测的实验研究[J]. 刘伟,张骏.  光电子技术. 2013(02)
[5]基于Matlab的巴特沃斯滤波器设计[J]. 王大伟,贾荣丛,王划一.  现代电子技术. 2012(21)
[6]悬臂梁式压电振动能采集器的建模及实验验证[J]. 贺学锋,杜志刚,赵兴强,温志渝,印显方.  光学精密工程. 2011(08)
[7]基于顺变柱体和膜片复合结构的压差式光纤矢量水听器研究[J]. 吕文磊,庞盟,王利威,张敏,周宏朴,廖延彪,康崇,苑立波.  光学学报. 2010(02)
[8]大扫描范围光纤压电相位调制器设计[J]. 李保生,刘勇,王安.  半导体光电. 2007(01)
[9]三维推挽式顺变柱体干涉型加速度传感系统[J]. 王金海,陈才和,Zoran Salcic,丁桂兰,唐东林.  光电工程. 2006(06)
[10]顺变柱体型全光纤加速度检波器[J]. 丁桂兰,刘振富,崔宇明,张德龙,陈才和.  光学学报. 2002(03)

博士论文
[1]基于分布式全光纤振动传感技术的井下事故后救援监测系统[D]. 李楚瑞.复旦大学 2012

硕士论文
[1]分布式光纤地震波传感系统及勘探应用研究[D]. 方欣栋.电子科技大学 2018
[2]大气偏振光学模拟实验装置设计与介质特性研究[D]. 郑骊昂.合肥工业大学 2016
[3]Ф-OTDR分布式光纤扰动传感系统模式识别研究[D]. 张颜.北京交通大学 2016
[4]三分量加速度地震检波器简谐振子的研究[D]. 张宁波.河南理工大学 2011
[5]低反射率FBG传感系统及其与光纤干涉仪的复用[D]. 刘川.电子科技大学 2011
[6]基于偏振态探测的分布式光纤振动传感器[D]. 朱燕.电子科技大学 2011
[7]基于布里渊散射的双光路分布式光纤温度传感系统研究[D]. 秦昕.华中科技大学 2011
[8]基于BOTDA分布式光纤传感系统精度的试验研究[D]. 赵园园.哈尔滨工业大学 2009



本文编号：3134651