[发明专利]深部地层低频微弱地震波信号探测系统及其方法

权利要求书

1.一种深部地层低频微弱地震波信号探测系统，其特征在于，该系统包括控制中心、存储器、发射端调制单元、接收端解调单元、发射光纤、接收光纤和光纤检波器阵列，所述的控制中心与发射端调制单元、接收端解调单元的对应控制信号端相连，所述的发射端调制单元用于发射调制后的激光信号，通过发射光纤传输至检测端的光纤检波器阵列输出；同时，光纤检波器阵列检测光信号通过接收光纤传输至接收端解调单元，解调后发送至存储器进行存储。

2.根据权利要求1所述的深部地层低频微弱地震波信号探测系统，其特征在于，所述的发射端调制单元包括：激光源、发射光调制模块、光放大分配器、发射端处理模块、时钟源和时钟同步模块，所述激光源的光信号输出端与发射光调制模块的光信号输入端相连，发射光调制模块的光信号输出端通过光放大分配器输出至发射光纤的输入端，所述发射光调制模块和光放大分配器的控制信号端与发射端处理模块双向电性连接，激光源的控制信号输入端与发射端处理模块的对应控制信号输出端电性连接，所述时钟源的时钟信号输出端与发射端处理模块的对应时钟信号输入端相连，所述发射端处理模块通过时钟同步模块与接收端解调单元的接收端处理模块电性连接，进行时钟信号同步，所述发射端处理模块的控制信号端与控制中心电性连接。

3.根据权利要求1所述的深部地层低频微弱地震波信号探测系统，其特征在于，所述的接收端解调单元包括：光放大器、光/电转换模块、接收端处理模块和A/D转换模块，所述的光放大器的光信号输入端与接收光纤的光信号输出端相连，光放大器的光信号输出端与光/电转换模块的光信号输入端相连，光/电转换模块的电信号输出端与A/D转换模块的输入端相连，A/D转换模块的输出端与存储器的对应输入端相连，所述A/D转换模块的控制信号输入端与接收端处理模块的对应控制信号输出端相连，所述接收端处理模块的时钟同步信号输入端与发射端处理模块的时钟同步模块输出端相连，进行时钟信号同步，所述接收端处理模块的控制信号端与控制中心电性连接。

4.根据权利要求1所述的深部地层低频微弱地震波信号探测系统，其特征在于，所述的光纤检波器阵列包括若干个依次排列的光纤检波器，所述的光纤检波器包括：外壳(1)、支架(2)、发射光纤引出孔(3)、接收光纤引出孔(4)、橡胶筒(5)、弹簧块(6)、质量块(7)和盖板(8)；

所述的外壳(1)的内部从上至下依次安装盖板(8)、质量块(7)、弹簧块(6)和橡胶筒(5)，所述支架(2)安装在前述橡胶筒(5)的内部；

所述的弹簧块(6)的下方、橡胶筒(5)的外壁以及外壳(1)的内壁之间形成容纳盘绕发射光纤和接收光纤的管状腔体(9)，发射光纤和接收光纤盘绕于前述管状腔体(9)内；

在所述外壳(1)的侧壁、设有与前述管状腔体内(9)连通的发射光纤引出孔(3)和接收光纤引出孔(4)，分别与发射光纤和接收光纤的端部连接。

5.根据权利要求4所述的深部地层低频微弱地震波信号探测系统，其特征在于，所述的发射光纤引出孔(3)和接收光纤引出孔(4)或者开设在盖板(8)上。

6.根据权利要求4所述的深部地层低频微弱地震波信号探测系统，其特征在于，所述的橡胶筒(5)为空心圆筒状。

7.根据权利要求4所述的深部地层低频微弱地震波信号探测系统，其特征在于，所述的支架(2)的高度略低于橡胶筒(5)的高度。

8.一种权利要求4所述深部地层低频微弱地震波信号探测系统所采用的探测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、发射端调制单元接收控制中心的控制信号，将调制后的激光信号通过发射光纤传输至位于外界检测位置的光纤检波器阵列，输出光信号；

S2、光纤检波器阵列中各光纤检波器分别检测外界振动；当受到外界振动时，质量块(7)便随之而动，使得弹簧片(6)振动，前述振动通过橡胶筒(5)作用到接收光纤上，产生光相位移，前述光信号通过接收光纤传输至接收端处理模块；

S3、接收端处理模块通过时钟同步模块与发射端调制单元进行同步，对接收的光信号、以及与其同步的作为参考光的发射光信号之间产生的相位变化进行处理，获取振动信号，发送至存储器。