光纖地震測量信號解調系統(tǒng)的若干實用化研究.pdf

1、光纖地震計作為一種新的地震測量手段，具有靈敏度高，抗干擾能力強等優(yōu)點，常用于地震前兆監(jiān)測，礦物勘探，地質結構測量等領域。光纖地震計以相位型干涉儀為機理原型，將加速度，速度，位移等物理量等效為干涉儀中的相位變化從而測得實際物理量大小。雖然光纖傳感技術提出多年而且經(jīng)過許多人的研究與探索，光纖地震計在實際工程化應用過程中仍存在一些待解決的問題，比如靜態(tài)工作點設定，系統(tǒng)工作帶寬等，這些問題在一定程度上制約了光纖地震計的大規(guī)模應用與工業(yè)化量產(chǎn)。本

2、文從原理與設計過程上分析了光纖地震計在實際工程化應用中遇到的問題，對某些參數(shù)進行了建模分析，提高了光纖地震計的實用度。主要工作體現(xiàn)在：
　　(1)對當前存在的光纖干涉儀相位解調算法進行了實用化分析，比較了各個算法的優(yōu)缺點以及存在的問題。建模計算了相位載波(PGC)生成算法的工作參數(shù)與靜態(tài)工作點設定方法，詳細描述了伴生調幅效應，調制深度偏移，調相波參數(shù)選取等問題。在計算分析的基礎上，對 PGC算法進行了工作參數(shù)優(yōu)化，包括調制深度的設

3、定以及伴生調幅抑制，提出了一種將3×3耦合器與PGC相結合的實用化相位解調算法，有效解決了伴生調幅與靜態(tài)工作點漂移等問題。
　　(2)設計制作了相位解調系統(tǒng)的工作硬件，包括模擬前端電路以及數(shù)字采集解調電路，分析了電路系統(tǒng)的噪聲，工作帶寬以及電路設計過程中的實際應用問題。深入研究了模擬電路的噪聲因素以及高速數(shù)字電路的信號線鋪設要求。在制作完成的硬件上設計編寫了相位解調算法的工作軟件，包括DPS，F(xiàn)PGA以及上位機部分的軟件編程。實現(xiàn)

4、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)實時顯示，數(shù)據(jù)記錄等功能，操作界面友好，使用簡單。
　　(3)對相位解調系統(tǒng)進行集成實用一體化樣機制作，將光源與解調電路封裝入樣機機箱內(nèi)部后，為了增加系統(tǒng)實用化范圍，增加 GPS授時功能與天線防雷設計，增加電源熱備份工能，增加溫度采集補償處理等功能。
　　(4)利用以上樣機進行光纖地震計數(shù)據(jù)采集與記錄實驗，對系統(tǒng)的相位分辨率以及解調噪聲做了分析，使用地震計進行多次地震信號測量，得到多組疑似地震數(shù)據(jù)。其中部分