【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下地震波检测，尤其是涉及一种水下地震波检测三维感应装置、感应方法以及制作方法。
技术介绍
1、光纤振动传感器的发展日新月异，在工业监控、结构健康监测、环境监测等领域的应用前景非常广阔。光纤振动传感器在水下地震波检测中的意义重大，它通过提供高精度、抗干扰、长期稳定的监测手段，有助于提高海洋地震研究、海底资源勘探、海洋工程安全以及灾害预警等多个领域的科学性和可操作性。
2、现有的光纤振动传感器通常内部结构复杂，生产制作困难，无法实时动态监测水下地震波振动信号，无法在三个维度进行测量，鉴于此，提出了一种基于法布里-珀罗干涉理论的水下地震波检测的三维振动传感器。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种水下地震波检测三维感应装置、感应方法以及制作方法，能够实时动态监测水下地震波的振动信号，且结构更简单，可对三个维度进行测量，具有更高的灵敏度和分辨率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种水下地震波检测三维感应装置，包括相互连接的上端盖和下端盖，上端盖和下端盖组成的球体内部设置有球形空腔，球形空腔的内部设置有相互作用的若干磁铁和悬浮质量块，上端盖和下端盖组成的球体上设置有光纤束，光纤束的底端伸入到悬浮质量块内，光纤束底端为轴向设置的光纤端面。
3、优选的，悬浮质量块位于球形空腔的中心，磁铁分布于悬浮质量块前、后、左、右、底侧的中心位置，磁铁设置于球形空腔的内壁上。
4、优选的，上端盖上设置有开孔，光纤束位于开孔内。>
5、优选的，光纤束包括三根单模光纤，每根单模光纤的底端对应有一个光纤端面。
6、优选的，以球形空腔的中心为原点，以分布于悬浮质量块前、后、左、右位置的磁铁中心构成的轴向平面上的两个相互垂直的轴线为x轴、y轴，以垂直于轴向平面的方向为z轴，建立空间三维坐标，三个光纤端面设置的方向分别为空间三维坐标的三个轴的轴向方向。
7、优选的，悬浮质量块内壁上对应于三个光纤端面的三个面为待测面，悬浮质量块的三个待测面、三个光纤端面均镀设有高反射率膜，待测面与相对应的光纤端面之间构成法布里-珀罗干涉腔。
8、优选的，悬浮质量块为中空的壳体，悬浮质量块为磁性材料。
9、优选的，上端盖和下端盖通过锁紧元件固定，上端盖和下端盖上均设置有固定板，固定板上设置有固定孔，锁紧元件设置于固定孔内。
10、本专利技术提供的一种水下地震波检测三维感应装置的制作方法，包括以下步骤：
11、步骤一，将悬浮质量块内部的三个待测面和三个光纤端面镀上高反射率膜，将五块磁铁都固定在球形空腔的所需面的中心位置；
12、步骤二，将悬浮质量块放置在球形空腔的中心位置，并控制好悬浮质量块内部三个待测面与光纤端面之间的距离，依此将上端盖、下端盖以及光纤束进行固定；
13、步骤三，将经过剥削、切割好后的单模光纤与跳线进行熔接，进而与解调系统连接进行对声场振动信号的测量。
14、本专利技术提供的一种水下地震波检测三维感应装置的感应方法，包括以下步骤：
15、当该三维感应装置受到平行于悬浮质量块的轴向的振动信号的作用时，由于悬浮质量块的惯性作用，悬浮质量块在轴向上将会产生偏移，导致悬浮质量块内部的法布里-珀罗干涉腔的长度发生径向上的增大或减小，产生相位变化，通过解调得到声场中振动引起的相位变化进而实现对水下声场振动信号的测量。
16、因此，本专利技术采用上述结构的水下地震波检测三维感应装置、感应方法以及制作方法，具有以下有益效果：
17、（1）本专利技术的三维感应装置，通过上端盖和下端盖组成的球形体内部，布设磁铁和悬浮质量块，实现对水下声场振动信号三个维度的测量，整体结构简单，制作成本低，便于生产制作；
18、（2）本专利技术的三维感应装置通过法布里-珀罗干涉腔实现水下声场振动信号的测量，灵敏度好、精度高且能够适应各种恶劣环境；
19、（3）本专利技术的三维感应装置体积小，能够实现对三个维度的振动信号的检测，检测效果更好。
20、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：包括相互连接的上端盖和下端盖，上端盖和下端盖组成的球体内部设置有球形空腔，球形空腔的内部设置有相互作用的若干磁铁和悬浮质量块，上端盖和下端盖组成的球体上设置有光纤束，光纤束的底端伸入到悬浮质量块内，光纤束底端为轴向设置的光纤端面。
2.根据权利要求1所述的水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：悬浮质量块位于球形空腔的中心，磁铁分布于悬浮质量块前、后、左、右、底侧的中心位置，磁铁设置于球形空腔的内壁上。
3.根据权利要求1所述的水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：上端盖上设置有开孔，光纤束位于开孔内。
4.根据权利要求1所述的水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：光纤束包括三根单模光纤，每根单模光纤的底端对应有一个光纤端面。
5.根据权利要求4所述的水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：以球形空腔的中心为原点，以分布于悬浮质量块前、后、左、右位置的磁铁中心构成的轴向平面上的两个相互垂直的轴线为x轴、y轴，以垂直于轴向平面的方向为z轴，建立空间三维坐标，三个光纤端面设置的方向分别
6.根据权利要求4所述的水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：悬浮质量块内壁上对应于三个光纤端面的三个面为待测面，悬浮质量块的三个待测面、三个光纤端面均镀设有高反射率膜，待测面与相对应的光纤端面之间构成法布里-珀罗干涉腔。
7.根据权利要求1所述的水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：悬浮质量块为中空的壳体，悬浮质量块为磁性材料。
8.根据权利要求1所述的水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：上端盖和下端盖通过锁紧元件固定，上端盖和下端盖上均设置有固定板，固定板上设置有固定孔，锁紧元件设置于固定孔内。
9.根据权利要求1-8任一项所述的水下地震波检测三维感应装置的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
10.根据权利要求1-8任一项所述的水下地震波检测三维感应装置的感应方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：包括相互连接的上端盖和下端盖，上端盖和下端盖组成的球体内部设置有球形空腔，球形空腔的内部设置有相互作用的若干磁铁和悬浮质量块，上端盖和下端盖组成的球体上设置有光纤束，光纤束的底端伸入到悬浮质量块内，光纤束底端为轴向设置的光纤端面。
2.根据权利要求1所述的水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：悬浮质量块位于球形空腔的中心，磁铁分布于悬浮质量块前、后、左、右、底侧的中心位置，磁铁设置于球形空腔的内壁上。
3.根据权利要求1所述的水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：上端盖上设置有开孔，光纤束位于开孔内。
4.根据权利要求1所述的水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：光纤束包括三根单模光纤，每根单模光纤的底端对应有一个光纤端面。
5.根据权利要求4所述的水下地震波检测三维感应装置，其特征在于：以球形空腔的中心为原点，以分布于悬浮质量块前、后、左、右位置的磁铁中心构成的轴向平面上的两个相互垂直的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘盛春，巩文达，刘子耕，陈雪峰，熊一帆，刘绪钊，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：
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