研究目的
通过缩小比例实验定义光纤测量的基本原理,并比较光纤干涉仪与传统地震检波器在地震数据记录中的性能。
研究成果
该研究有助于更好地理解采用DVS方法进行弹性测量的基本原理。直型光纤传感器对所测波场的传播速度敏感且具有高度方向性。光纤传感器的朝向是成功运用分布式振动测量的关键因素。对于来自相反方向的地震信号,光纤系统不具备方向敏感性,因此仅通过观测波至相位无法区分下行与上行的地震事件。
研究不足
当前光纤电缆的探测方法无法区分来自相反方位角方向的波场,这在需要识别上行波场和下行波场的某些应用中可能成为问题。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用缩小比例的实验方法,使用光纤干涉仪模拟分布式声波传感(DVS)系统并测量光纤应变。采用常规三分量地震点接收器(检波器)进行精确的光纤传感器特性表征。
2:样本选择与数据来源:
设计野外实验时使用水平定向埋设的1.5米长光纤传感器,并以五台三分量Geospace GS-11D 4.5 Hz检波器作为参考传感器。
3:5米长光纤传感器,并以五台三分量Geospace GS-11D 5 Hz检波器作为参考传感器。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:由激光器、光纤电缆、3×3光耦合器和两个法拉第镜组成的光纤干涉仪。
4:实验流程与操作步骤:
采用环绕式采集几何结构,锤击震源位置与位于半圆中心的地震传感器之间保持15米偏移距。
5:数据分析方法:
测量传感臂与参考臂激光的相位差,并将光纤输出与检波器的速度测量值进行对比。
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获取完整内容-
Geospace GS-11D
4.5 Hz geophones
Geospace
Used as reference sensors for accurate fibre optic sensor characterisation.
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optical fibre interferometer
Simulates the DVS system and measures strain on the fibre optic cable.
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3×3 optical coupler
Splits light equally between the sensing arm, the reference arm and the blind arm.
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Faraday mirrors
Reflects the laser light back to the optical coupler.
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