[發明專利]時分復用陣列式光纖光柵地震波實時監測系統

有效

• 申請號: 201210550611.4
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103033842A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 岳慧敏;胡澤雄;劉永智;胡云;李劍鋒;歐中華;劉永
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G01H9/00
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

1.?一種時分復用陣列式光纖光柵地震波實時監測系統，其特征在于：包括脈沖調制光源、用于采集地震波信息的光纖光柵傳感器陣列、采用波導式非平衡M-Z解調系統對地震波信息進行實時解調的解調系統、對解調系統的解調信號進行接收并進行處理得到地震波分量信息的光電探測器、對地震源進行定位的OTDR系統、光纖環形器，所述光纖環形器的1端口連接脈沖調制光源，2端口連接光纖光柵的傳感器陣列，3端口連接解調系統，所述解調系統連、光電探測器、OTDR系統、脈沖調制光源順序連接。

2.根據權利要求1所述的時分復用陣列式光纖光柵地震波實時監測系統，其特征在于：脈沖調制光源采用超輻射寬普脈沖光源，包括分布式傳感頭部分，脈沖在整個系統中來回一次的時間約為0.1ms，連續發射的脈沖在系統中不發生重疊，將脈沖光源的脈沖周期設置為0.1ms，系統工作時，只有一個脈沖波在系統中傳播，保證信號間無干擾，系統中所用光纖光柵傳感器陣列的光纖光柵光譜范圍為1525nm~1565nm，脈沖調制光源的中心波長為1550nm，譜寬大于20nm，脈沖峰值功率大于10mw。

3.?根據權利要求1所述的時分復用陣列式光纖光柵地震波實時監測系統，其特征在于：所述傳感器陣列采用光纖光柵傳感器整列，所述傳感器整列中光纖光柵的中心波長為1525?nm~1565?nm，系統中所用光纖光柵的譜寬小于0.8nm，峰值反射率大于80%。

4.根據權利要求1所述的時分復用陣列式光纖光柵地震波實時監測系統，其特征在于：所述解調系統采用波導式非平衡M-Z解調系統，系統的脈沖周期為0.1ms，脈沖周期等間隔分割為50個時隙，每個時隙為0.002ms，每個時隙對應一個布拉格反射譜峰，解調系統的解調速率大于0.5MHZ，光纖光柵傳感器陣列反射回來的信號經過解調系統，使得每個獨立的布拉格譜的中心波長與解調系統的相位差線性相關，表現為解調后輸出的信號強度的強弱。

5.根據權利要求4所述一種時分復用陣列式光纖光柵地震波實時監測系統，其特征在于：光纖光柵傳感器陣列反射回的光信號經過波導式非平衡M-Z解調系統后將波長解調為光強的強度信息，光電探測系統將解調出的光強度信息轉變為電信號，當受到光纖光柵傳感陣列收到地震動應力的影響，對應收到應力影響的光柵的反射譜便會發生漂移，表現為光纖光柵傳感器反射譜中心波長的變化，經過解調系統，得到在應力下傳感陣列的反射譜，通過解調系統和光電探測系統即可以得到每個光纖光柵傳感器陣列的傳感頭在地震動應力作用下對應的波長漂移量，并將解調后檢測到的信號作為探測信號，經光電轉換后轉化為電信號。

6.根據權利要5所述的一種時分復用陣列式光纖光柵地震波實時監測系統，其特征在于：所述光電探測器系統將檢測到的光強信號經光電轉換后變為電信號，信號處理系統進行處理，根據光電探測器檢測到的波長漂移量信息，經過信號處理得到地震波信號的應力信息，應力信息包括地震波的振動幅度和振動頻率等信息，脈沖調制光源的每次脈沖實現對地震波信息的一次采樣，所述系統的解調系統對采樣信息解調一次，得到地震波信息分量，經信號處理得到恢復的地震波信息，反射譜經解調后的強度信息疊加在了OTDR系統所采集到的信號中，通過解調后反射譜的強度變化的位置點，OTDR得到地震動產生應力導致輕度變化的位置信息，從而實現對地震波的定位。