發(fā)布時(shí)間：2021-10-27 05:21

　　地震勘探作為地球物理勘探中最重要的方法之一,被廣泛運(yùn)用于地質(zhì)資源勘探、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域�，F(xiàn)有的地震勘探儀器多采用機(jī)電式檢波器進(jìn)行傳感,而機(jī)電式檢波器屬于點(diǎn)式傳感器,油氣勘探和天然地震監(jiān)測(cè)中需將點(diǎn)式傳感器構(gòu)成陣列以保證所采集地震波分布的連續(xù)性,存在布設(shè)難度大,難以長(zhǎng)期值守的問(wèn)題,其探測(cè)容量和密度也受到成本限制。與點(diǎn)式傳感器不同,分布式聲場(chǎng)傳感（Distributed Acoustic Sensing,DAS）技術(shù)中,光纖既是傳感器又是傳輸媒介,利用光纖即可實(shí)現(xiàn)海量的傳感器陣列,在勘探應(yīng)用中僅需部署一根光纜或直接利用現(xiàn)有通信光纜,布設(shè)難度和成本都相對(duì)較低。此外,DAS探測(cè)容量大,在保證高級(jí)數(shù)、高密度采集的前提下,仍能實(shí)現(xiàn)數(shù)十公里的探測(cè)長(zhǎng)度,在勘探目標(biāo)日益深入和精細(xì)化的地震勘探領(lǐng)域具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。目前國(guó)外主要的DAS生產(chǎn)廠商均不向我國(guó)銷(xiāo)售儀器,僅提供測(cè)試服務(wù)。而國(guó)內(nèi)的DAS設(shè)備主要面向周界安防、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域,與地震勘探的結(jié)合并不成熟,其頻率響應(yīng)范圍等指標(biāo)無(wú)法滿足地震勘探需求,還存在集成度不高,配套的軟件不成熟,對(duì)地震勘探數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)運(yùn)算、展示能力不足等問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題,本文基... 

【文章來(lái)源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

存在局部擾動(dòng)的后向散射光幅度曲線

第二章分布式聲場(chǎng)傳感技術(shù)基本原理20受聲場(chǎng)擾動(dòng)處的RBS曲線會(huì)出現(xiàn)明顯波動(dòng)，如圖2.10所示。直接將APD輸出的RBS曲線做差分或短時(shí)方差，就可以定位擾動(dòng)的位置，如圖2.11所示。這就是鑒幅型信號(hào)解調(diào)方法的基本原理。圖2.10存在局部擾動(dòng)的后向散射光幅度曲線。圖2.11存在局部擾動(dòng)的后向散射光幅度差分結(jié)果。對(duì)于相干探測(cè)，在式（2.28）的基礎(chǔ)上，只需要對(duì)Iout(t)進(jìn)行包絡(luò)檢波即可得到RBS功率曲線，后續(xù)的過(guò)程則和直接探測(cè)一致。這里包絡(luò)檢波是將一段時(shí)間長(zhǎng)度的高頻信號(hào)的正峰值點(diǎn)連線，得到一條包絡(luò)線，它將幅度信號(hào)從高頻信號(hào)中解調(diào)出來(lái)，是反映高頻信號(hào)幅度變化的曲線。包絡(luò)檢波的檢波效果如圖2.12（a）（b）所示，其結(jié)果與直接探測(cè)中由于APD帶寬限制探測(cè)到的RBS功率信號(hào)相同。

第二章分布式聲場(chǎng)傳感技術(shù)基本原理21（a）（b）圖2.12包絡(luò)檢波示意圖：（a）未經(jīng)包絡(luò)檢波的中頻信號(hào)曲線；（b）包絡(luò)檢波后的曲線。鑒幅型解調(diào)方法不解調(diào)RBS信號(hào)相位，以其強(qiáng)度變化來(lái)反映相位變化，雖然相較于傳統(tǒng)的傳感手段，基于鑒幅型信號(hào)處理方法的DAS已經(jīng)具有很高的靈敏度，但對(duì)于極其微弱的聲場(chǎng)擾動(dòng)，它的靈敏度仍然有待提高。此外，它的信號(hào)處理過(guò)程雖然相對(duì)簡(jiǎn)單，但光纖受到聲場(chǎng)擾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變與RBS信號(hào)的強(qiáng)度變化沒(méi)有明確的關(guān)系，信號(hào)的局部幅度的變化無(wú)法線性地反映光纖長(zhǎng)度的變化，對(duì)振動(dòng)還原的保真度不好，如圖2.13所示。因此它只能對(duì)聲場(chǎng)進(jìn)行定性的測(cè)量，無(wú)法對(duì)聲場(chǎng)進(jìn)行準(zhǔn)確的還原，實(shí)際應(yīng)用受到許多限制，難以滿足地震勘探精確重構(gòu)復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的需求。


本文編號(hào)：3460955