[發明專利]一種基于雙閉環反饋的低頻大動態光纖地震計裝置

有效

• 申請號: 202110114791.0
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112698384B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 楊軍;安然;張毅博;楊木森;田帥飛;李晉;鄒晨;苑勇貴;苑立波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于雙閉環反饋的低頻大動態光纖地震計裝置，其特征在于：包括光源模塊(10)、光纖干涉儀模塊(11)、探測采集模塊(12)、雙反饋控制模塊(13)，雙反饋控制模塊(13)中的數字控制器(131)與探測采集模塊(12)中的模數轉換器(123)相連；數字控制器(131)的輸出分別與第一數模轉換器(132)、第二數模轉換器(133)相連，第一數模轉換器(132)與光纖干涉儀模塊(11)中的相位調制器(111)相連，形成第一閉環反饋回路；第二數模轉換器(133)輸出端與功率放大器(134)相連，再連接至反饋線圈(136)上，形成第二閉環反饋回路，反饋線圈(136)固定于裝置外殼(137)上，永磁體(135)全部或部分包覆反饋線圈(136)，并固定于光纖干涉儀模塊(11)中與光纖干涉臂相互作用的機械結構中的質量塊上，施加電磁反饋力。

2.根據權利要求1所述的一種基于雙閉環反饋的低頻大動態光纖地震計裝置，其特征在于：所述的光纖干涉儀模塊(11)的相位調制器(111)的兩輸出光纖分別與第一光纖環(112)和第二光纖環(113)的輸入光纖相連，第一光纖環(112)、第二光纖環(113)的輸出光纖分別與2×2光纖耦合器(114)兩輸入光纖相連，耦合器(114)的輸出光纖則分別連接至探測采集模塊(12)的第一差分探測器(121)和第二差分探測器(122)；第一、第二光纖環(112、113)通過與拾振機械裝置相互作用，來拾取振動信號。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于雙閉環反饋的低頻大動態光纖地震計裝置，其特征在于：所述的探測采集模塊(12)的第一差分探測器(121)、第二差分探測器(122)與模數轉換器(123)相連，再連接至雙反饋控制模塊(13)的數字控制器(131)。

4.根據權利要求3所述的一種基于雙閉環反饋的低頻大動態光纖地震計裝置，其特征在于：所述的光源模塊(10)的光源(101)的輸出端與隔離器(102)的輸入端相連，再連接至光纖干涉儀模塊(11)的相位調制器(111)。

5.根據權利要求4所述的一種基于雙閉環反饋的低頻大動態光纖地震計裝置，其特征在于：光纖干涉儀模塊(11)中的質量塊拾取的振動信號，通過機械結構中的彈性體傳遞至第一光纖環(112)、第二光纖環(113)，并轉變為其中傳輸光的相位變化，同時也受到來自雙反饋模塊(13)通過作用在相位調制器(111)和質量塊上進行的反饋影響，最終得到的差分信號經過探測采集模塊(12)采集后傳輸至雙反饋控制模塊(13)；雙反饋控制模塊(13)中的數字控制器(131)先將輸入的差分信號經過解調算法得到一定位數的相位值，再通過反饋判斷來決定是否進行位數拓展，并將判斷處理后的相位值根據設定的雙反饋范圍劃分為兩部分，分別通過PID控制算法得到相位調制器反饋和電磁反饋需要反饋的電壓/電流值；由第一數模轉換器(132)將相位調制器反饋對應的電壓/電流輸出至光纖干涉儀模塊(11)中的相位調制器(111)，改變光纖中傳輸光的相位，形成第一閉環反饋；由第二數模轉換器(133)將電磁反饋對應的電壓/電流先輸出至功率放大器(134)放大，再將放大量輸出至電磁反饋裝置中的反饋線圈(136)，對質量塊施加電磁力，形成第二閉環反饋，實現雙閉環反饋。