[发明专利]一种光纤光栅海底振动信号测量系统

说明书

本发明提供了一种光纤光栅海底振动信号测量系统，通过采用阶梯型定位方式，有效减小了测量误差，结构简单，体积小，成本低，安装方便，易于制造，可重复使用，有利于提高工作效率；本发明的外框构架采用上下双层结构，充分利用了框架内容积，有效减小了系统的整体尺寸；本发明的外框构架采用卡槽密封方式，密封效果好，适用于海洋环境；采用低频FBG三维加速度传感器测量海底振动信号，利用光纤光栅陀螺仪矫正低频FBG三维加速度传感器的测量方向，实现了在复杂场合准确采集振动信号并通过远距离传输振动信号的功能；通过在装置温差大的部件中安装TEG热电模块，使得装置内外部的温差通过TEG热电模块转换为电源，提高了设备的续航能力。

技术领域

本发明属于光纤光栅传感监测技术领域，具体涉及一种光纤光栅海底振动信号测量系统。

背景技术

光纤光栅海底振动信号测量传感器是一种建立在光纤传感技术、光电子技术基础上的水下地震监测系统，具有灵敏度高、抗电磁干扰、抗辐射、可实现水下无源探测的优点，是海底节点观测仪发展的重要方向，在军事领域有着重要作用。

目前，海底节点观测仪外框构架多数采用电传感器作为传感单元，相比于光纤光栅传感器更易受干扰。现流行的海底节点观测仪外框构架具有多数体型较大，内部走线复杂问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种光纤光栅海底振动信号测量系统，用于在海洋环境下减小测量误差、提高工作效率。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种光纤光栅海底振动信号测量系统，包括外框构架、密封门、加速度传感器、光纤陀螺仪、解调仪、热电转换装置、锂电池组；外框构架包括上层腔体和下层腔体；下层为锂电池组安装腔体，用于定位并安装锂电池组；锂电池组的电源输出端连接解调仪的电源输入端用于为解调仪供电；上层腔体从左至右依次包括光纤光栅传感器安装腔体、热电转换装置安装腔体和解调仪安装腔体；光纤光栅传感器安装腔体的外侧边缘不与外框构架的内壁接触用于防止出现干扰和误差，光纤光栅传感器安装腔体的内部为阶梯状腔体用于上下定位并安装加速度传感器，光纤光栅传感器安装腔体的右边缘设有第一螺纹孔用于通过螺纹对加速度传感器进行左右定位；光纤光栅传感器安装腔体的腔体开口前侧设有第三螺纹孔用于安装光纤陀螺仪，使光纤陀螺仪与加速度传感器平行固定；光纤陀螺仪用于实时测量系统的姿态角，并根据姿态角利用算法将加速度传感器确定的第一坐标系矫正到大地坐标系；热电转换装置腔体设于上层腔体的中线偏右侧，热电转换装置安装腔体的内部为阶梯状腔体用于定位并安装热电转换装置，热电转换装置安装腔体的左边缘设有第二螺纹孔用于通过螺纹对热电转换装置进行左右定位，热电转换装置安装腔体的后边缘紧贴外框构架的内壁；热电转换装置安装腔体的外侧右边缘为解调仪安装腔体的左边界，解调仪安装腔体用于定位并安装解调仪，热电转换装置贴紧解调仪安装用于充分吸收解调仪的热量；解调仪的第一通道和第二通道分别用跳线连接加速度传感器的尾纤和光纤陀螺仪的尾纤，用于分别解调加速度传感器的信号和光纤陀螺仪的光信号并储存测量数据。

按上述方案，密封门与外框构架采取螺纹连接，设有八个螺纹连接处；外框构架与密封门的密封处设有卡槽，用于涂抹密封胶；外框构架采用不锈钢材质。

按上述方案，还包括夹板用于分隔上层腔体和下层腔体，夹板的中部设有凹槽，凹槽贯穿夹板用于连通锂电池组与解调仪的供电线路；锂电池组的电源插口对准凹槽。