【摘 要】
:
光纤地震仪的传感部分和信号传输链路无电子器件,具有环境适应性强、分布式组网观测等优势,有望为深井、海底、火山等极端环境高密度地震观测提供新的技术手段。然而,现有光纤地震仪在拾振结构设计、系统传递函数研究、噪声水平抑制、频带拓宽等方面仍然存在挑战。本文根据不同的传感结构,分别综述了加速度型、位移型、应变型、旋转型四种光纤地震仪的基本原理、面临的问题以及国际上的典型案例,探讨了各种光纤地震仪的优缺点,并在此基础上对光纤地震仪的发展前景进行了展望。
【机 构】
:
中国科学院半导体研究所传感技术国家重点实验室,中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,中国地震局地球物理研究所
【基金项目】
:
国家自然科学基金(No.U1939207)资助。
论文部分内容阅读
光纤地震仪的传感部分和信号传输链路无电子器件,具有环境适应性强、分布式组网观测等优势,有望为深井、海底、火山等极端环境高密度地震观测提供新的技术手段。然而,现有光纤地震仪在拾振结构设计、系统传递函数研究、噪声水平抑制、频带拓宽等方面仍然存在挑战。本文根据不同的传感结构,分别综述了加速度型、位移型、应变型、旋转型四种光纤地震仪的基本原理、面临的问题以及国际上的典型案例,探讨了各种光纤地震仪的优缺点,并在此基础上对光纤地震仪的发展前景进行了展望。
其他文献
为研究油页岩在原位热解状态下的渗透特性演化规律,以抚顺西露天矿油页岩为研究对象,利用高温三轴渗透实验系统进行渗透实验,并借助压汞方法对孔隙微观结构特征进行表征,在此基础上对渗透特性演化机制进行分析讨论.研究结果表明:(1)油页岩孔隙率和渗透性演化具有很好的相关性,随着温度的升高,油页岩由原始致密状态演变为孔隙发育的多孔介质,孔隙率和渗透率增大;(2)孔隙压流体对孔隙结构变化产生多重物理作用影响,尤其在有机质热解产出油气阶段,经过高温渗透实验后油页岩的孔隙特征参数值较马弗炉加热有显著提升,300℃,400℃
正确认识正常服役地热能源桩的承载性能,能有效促进其理论和设计方法的研究,为其安全性评判提供依据.为探明正常使用状态下地热能源桩的工作机制,结合现场原位试验,研究桩顶完全约束条件下静钻根植桩的承载特性.在52 m静钻根植桩桩身和桩侧埋设光纤光栅传感器(应变、温度、压力),研究地热能源桩正常运行时的桩身和土体温度、桩身轴向应力和应变、桩周径向压力等变化规律.试验结果表明,加热14d后换热系统达到稳定状态,桩身平均温度升高15.8℃,沿深度呈两端低中部高的分布形式,温度影响范围在2~4倍桩径.桩周径向附加应力与
氘核削裂反应作为单核子转移反应的一种,在原子核的单粒子结构研究中一直起着重要的作用.同时,作为典型的三体核反应,它也是直接核反应理论研究的一个重要研究对象.本文简述了氘核削裂反应的研究历史,侧重介绍其反应理论的演进,以及平面波玻恩近似(Plane Wave Born Approximation,PWBA)、扭曲波玻恩近似(Distorted Wave Born Approximation,DWBA)、连续态离散化耦合道理论(Continuum Discretized Coupled Channels,CD
为研究超深层砂岩储层岩石力学特性及其与浅层砂岩的重要区别,通过开展砂岩在超深环境下的形变破坏实验,得到埋藏深度对其力学参数的影响规律.采用室内岩石力学实验方法,获取超深层砂岩单轴压缩、三轴压缩、巴西实验、抗剪实验、脆性指数等岩石力学参数,系统研究砂岩单轴抗压强度、三轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、内摩擦角、黏聚力、弹性模量、泊松比、脆性指数、裂纹数量及破坏方式等随埋藏深度或围压的变化规律,同时分析埋藏温度对砂岩强度和力学行为的影响.研究表明,超深层砂岩本体在力学强度、抗变形破坏能力、破坏方式等方面与浅层砂
国内地铁车站一般采用有柱形式,目前尚无针对无柱地铁车站,考虑水平以及竖向地震作用下的抗震性能研究.以南宁地铁五号线金桥无柱地铁客运站为研究对象,开展多种工况下考虑土-结构相互作用以及水平和竖向地震作用下,无柱大跨地铁车站模型的地震振动台模拟试验,研究该类车站模型结构和周围土体地震响应的一般规律.试验结果表明:(1)模型地基加速度响应随着地震动幅值的增加而增大;在地基深处地震动主要以竖向Z方向加速度分量为主,在土层表面,则以横向X方向加速度分量起主导作用.(2)随着地震动幅值的增加,结构的基本频率呈现逐渐下
为了探究发震断层临震应力变化与失稳过程之间的规律性联系,开展跨尺度岩体样本震前应力降现象及机制研究。通过对典型地震实验数据、野外地应力监测数据进行计算分析和再解释,研究不同尺度研究对象的震前应力-应变变化规律。结果表明:(1)从岩块、钻孔到地壳尺度的实验观测数据均显示,断层失稳前都有应力突然减小(应力降)的现象;(2)震前应力降现象空间尺度跨越3~6个数量级,应力降提前响应时间覆盖1~6个数量级,
拉曼分布式光纤传感技术可实现温度的大范围高精度检测,在桥梁隧道、油气管线、智能电网等大型基础设施结构等健康监测领域具有重大社会需求和应用前景。本文介绍了拉曼分布式光纤温度传感仪的基本工作原理,介绍了当前针对拉曼分布式光纤传感仪性能提升的主要研究方向,主要包括测温精度与空间分辨率两个方面。总结了该传感仪的普遍应用领域,并列举了拉曼分布式光纤传感仪在隧道火灾检测、管道渗漏检测和太阳能电池板温度监控等方
随着光纤微加工技术的发展,侧边抛磨光纤(side polished fiber,SPF)在光纤传感器领域开辟了一个新纪元。在普通通信光纤的基础上,通过完全或者部分去除一段长度的光纤包层形成传输光场的“泄漏窗口”,利用光场与物质相互作用来激发、控制、探测光纤纤芯中的传输光场,从而制备了各种基于倏逝场的传感器。优化光纤的抛磨参数和导模特性是实现高性能光纤传感器的关键。侧边抛磨光纤具有可靠的机械性能和极小的插入损耗、偏振相关损耗,使其成为研究“光纤上实验室”的优质平台。本文综述了基于侧边抛磨光纤传感器的原理、分
双剪统一强度理论考虑了中间主应力的影响,但其屈服面不光滑,不利于数值分析.为了解决Mohr-Coulomb屈服面奇异性问题,己有研究推导得到与Mohr-Coulomb有特殊位置关系的一系列D-P屈服准则.为了解决双剪统一强度理论角点奇异性问题,参考传统的D-P系列屈服准则的推导过程,推导得到了考虑中间主应力影响系数b的D-P系列屈服准则.根据双剪统一强度理论得到的π平面极限线有12个,它们在π平面上两两相交组成了关于3个主应力轴对称的十二边形,与这些极限线有特殊关系的圆有6个,这些圆在空间中是与双剪统一强
为揭示煤孔隙结构对瓦斯扩散的微观作用机制,针对煤中瓦斯赋存形态和扩散形式多样性,构建多尺度孔隙介质瓦斯传质模型;基于煤孔径分布测试结果,采用赌轮盘算法随机生成符合其空间分布概率的随机数,通过插值近似反演,获得了煤孔隙空间分布模型.在此几何模型基础上,利用Comsol数值软件对扩散模型进行解算,并与粒煤解吸实验结果进行对比分析.结果表明,煤的扩散能力较差,曲折因子远大于其他多孔材料,曲折因子与孔隙率关系负指数为5.5左右时模拟结果与实测结果基本一致;随孔径变化,煤内部努森系数、扩散系数不同,并在解吸过程中发