1、光纤干涉原理（Gas Molecular Spectral Absorption Theory）——测相位
光纤地震传感系统采用迈克尔逊(Michelson)光纤干涉仪结构，激光器发出的激光经过隔离器到达3dB耦合器，耦合器将输入的激光分成相等光强的两路输出，分别进入信号臂和参考臂之中，信号臂和参考臂的臂长不同。参考臂和信号臂的光纤末端有法拉第旋转镜，将输入的激光反射回去，反射光在耦合器中发生干涉。随着信号臂和参考臂的干涉臂长差的改变，干涉信号的相位也发生变化。耦合器的另一输出端接有光电探测器可以将光信号转化为电信号，输入到解调模块中进行解调，得到相应的相位信息。
2、三分量芯轴型推挽式检波器——振动换能器
三分量芯轴型推挽式检波器，将惯性质量块与检波器外壳之间的相对运动传到芯轴而产生对光纤的拉压，使光纤中光程发生变化，从而影响输出干涉信号。
检波器的换能元件采用完全自主知识产权的弹性体，杨氏模量较低，实现适合地震波的甚宽频特性振动测量。
与其他地震传感技术对比
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技术名称 |
力平衡式甚宽频地震传感系统 |
电容式宽频带地震传感系统 |
光纤布拉格光栅地震传感系统 |
全光纤海底地震监测系统 |
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基本原理 |
采用力平衡式的负反馈系统，传递函数稳定，使地震计在超低频端也能稳定工作。 |
采用精密差分电容位移传感技术以及现代电子反馈技术，实现了地震测量。 |
采用光纤光栅构成法布里珀罗干涉仪作为传感元件，实现地震监测。 |
基于光纤干涉原理，利用相位生成载波和解调技术，通过检测光干涉信号的相位变化，实现外界甚宽频振动的加速度测量。 |
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测量精度 |
高 |
适中 |
适中 |
高 |
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技术先进性 |
低 |
低 |
适中 |
高 |
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系统组成 |
三分量一体化主机 |
三分量一体化主机 |
三分量检波器+主机 |
三分量检波器+主机 |
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安全特性 |
有源，怕雷击，易受电磁干扰 |
有源，怕雷击，易受电磁干扰 |
无源，本征安全 |
无源，本征安全 |
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优点 |
采用力平衡负反馈系统，自噪声水平极低，动态范围高。 |
三分量程控自动调零，机械锁摆，稳定度高。 |
抗电磁干扰，检波器免维护。 |
防雷击，抗电磁干扰，检波器免维护，工作寿命长，灵敏度和测量精度高。 |
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缺点 |
对应用环境中背景噪声要求苛刻。检波器需要供电，维护成本高。 |
对应用环境中背景噪声要求苛刻。检波器需要供电，维护成本高。 |
受到光纤光栅刻写技术以及光纤材料限制，测量精度和灵敏度不高。 |
产品购置成本较高。 |
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系统维护 |
检波器需定期维护 |
检波器需定期维护 |
检波器免维护 |
检波器免维护 |
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成本/长期性价比 |
适中/低 |
低/低 |
适中/高 |
高/高 |