高精度准分布式光纤光栅地震检波解调系统的研究鄢

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1、物理学报摇粤糟贼葬孕澡赠泽援杂蚤灶援摇灾燥造援远园袁晕燥援苑渊圆园员员冤摇园苑源圆圆员高精度准分布式光纤光栅地震检波解调鄢系统的研究圆冤员冤员冤猿冤覮员冤员冤员冤圆冤员冤乔学光摇丁摇锋摇贾振安摇傅海威摇营旭东摇周摇锐摇宋摇娟员冤渊西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室袁西安摇苑员园园远缘冤圆冤渊西北大学袁西安摇苑员园园远怨冤猿冤渊中国石化中原油田石油化工总厂袁濮阳摇源缘苑园远员冤渊圆园员园年猿月员苑日收到曰圆园员园年愿月圆园日收到修改稿冤摇摇提出了一种利用光纤超荧光光源的线性边带做边缘滤波器进行多点

2、多参量实时测量的地震波信号解调系统援由于光源波长检测灵敏度对解调系统的灵敏度起决定作用袁故对光源进行了优化设计袁使得光源所用的线性段斜率得到了大幅度提高援所设计的解调系统以光源在吸收峰员缘猿园灶皂处的两段斜边将系统分为两个部分袁各部分对应源个通道援通过对其中两个通道进行地震检波模拟测量袁传感解调系统的两部分静态波长灵敏度分别为愿愿苑郾缘皂灾辕灶皂和原怨苑员郾苑皂灾辕灶皂袁应变分辨力分别达到了园郾怨缘滋着和园郾愿远滋着援解调系统采用全光结构袁解调灵敏度高袁稳定性好袁性价比高且反应速度快袁可实现对地震信号的多点

3、多参量实时检测援关键词院光纤光学袁地震检波解调袁边沿滤波器袁光纤光源孕粤悦杂院源圆援愿员援原蚤袁源圆援愿员援孕葬袁源圆援愿员援哉增息援光纤光栅的传感信息是以波长编码的袁因此研员郾引言究具有高灵敏度尧光能利用率高尧操作简单尧价格低廉且适用于工程应用的波长检测技术对于光纤光咱愿要员园暂石油天然气是国计民生的重要能源援随着我国栅传感器的最终应用具有重要的意义援经济规模的扩大和发展速度长期保持在较高水平本文提出了一种利用光源在员缘猿园灶皂附近有一的增长袁我国石油资源短缺状况比较严峻袁石油供个较为凸起的峰袁对其进行放

4、大并利用其产生的高需矛盾日益加剧援从长远看袁除了通过勘探扩大石斜率斜边做边缘滤波器构成准分布式实时监测的油储量之外袁努力提高已开发油田采收率袁充分利光纤光栅地震检波解调系统援利于光源光功率高的用可采石油资源是一项势在必行且十分紧迫的任优点袁实现了准分布式多布点多参量实时解调援系务援地震勘探是以人工地震反射波为被测信号的一统以光源两斜边为解调元件袁各建立了源个测量通种最有效尧应用最广泛的地球物理勘探方法袁主要道袁由于两组通道内是并联关系袁故检测的灵敏度用于石油尧金属矿藏尧煤炭尧工程地质尧水文地质和都是相同的袁

5、并实验验证了地震检波解调技术及系咱员暂地热等的探测援随着光纤光栅技术的成熟袁光纤统的可行性援月则葬早早光栅地震检波器开始应用于地震勘探中袁以其可靠性好尧抗电磁干扰尧抗腐蚀尧能在复杂的化学圆郾理论分析环境下工作等明显优势越来越引起人们的重咱圆要苑暂视援光纤光栅地震检波器是通过检测光栅反射摇摇边缘滤波器是指具有一定单值边沿的滤波器援图回来的布拉格波长的变化袁得到外界被测信号的信员为基于边缘滤波器的线性解调原理示意图袁图中的鄢国家自然科学基金渊批准号院远园苑圆苑园园源袁远员园苑苑园远园冤袁国家高技术研究发展计划渊

6、批准号院圆园园苑粤粤园猿在源员猿袁圆园园怨粤粤园远在圆园猿冤袁教育部科技创新工程重大项目渊批准号院在园愿员员怨冤袁科技部国际科技合作项目渊批准号院圆园园愿悦砸员园远猿冤袁中石油创新基金渊批准号院圆园园愿阅鄄缘园园远鄄园猿鄄园愿冤和陕西重大科技创新项目渊批准号院圆园园怨在运悦园员鄄员怨辕圆园园愿在阅郧悦鄄员源冤资助的课题援覮通讯联系人援耘鄄皂葬蚤造院凿蚤灶早枣藻灶早赃贼赠岳赠葬澡燥燥援糟灶訫圆园员员中国物理学会悦澡蚤灶藻泽藻孕澡赠泽蚤糟葬造杂燥糟蚤藻贼赠摇澡贼贼责院辕辕憎怎造蚤曾遭援蚤责澡赠援葬糟援糟灶园苑源

7、圆圆员鄄员摇摇摇摇物理学报摇粤糟贼葬孕澡赠泽援杂蚤灶援摇灾燥造援远园袁晕燥援苑渊圆园员员冤摇园苑源圆圆员斜线是边缘滤波器的传递函数曲线援滤波函数为摇摇渊远冤式为反射光强变化量驻陨与动态应变变化孕渊姿冤越噪姿垣月袁渊员冤量驻着之间呈线性关系援式中袁噪为边缘滤波器斜率袁月为常数袁均可通过实当扰动为周期性的正弦信号时袁即赠越粤泽蚤灶棕贼袁验测定援反射率为砸园的布拉格光栅反射光谱近似为则引起的传感光栅波长变化为驻姿越孜泽蚤灶棕贼袁孜为振高斯分布袁即动幅度袁棕为振动频率袁则渊缘冤式可写成圆⎡⎢渊姿原姿月冤⎥⎤仔驻姿圆

8、砸渊姿袁姿月冤越砸园藻曾责⎢原源圆造灶圆⎥袁渊圆冤驻陨越噪砸月孜泽蚤灶棕贼援渊苑冤⎣驻姿月⎦园源造灶圆其中袁驻姿月为云月郧的半峰全宽袁姿月为中心波长援被摇摇渊苑冤式为反射光强变化量与交变量间关系也呈云月郧反射袁并经过边缘滤器后的光强为线性关系援垣肄陨渊姿月冤越乙砸园渊噪姿垣月冤原肄猿郾实验原理圆⎡⎢渊姿原姿月冤⎥⎤伊藻曾责原源造灶圆凿姿援渊猿冤⎢圆⎥摇摇我们对光源进行了专门的设计袁掺铒光纤光源⎣驻姿月⎦摇摇因砸渊