仪器仪表学报

作者：张发祥，李俊涛，倪家升，李惠玲，林秀娜

单位：张发祥,齐鲁工业大学（山东省科学院）山东省计算中心（国家超级计算济南中心）算力互联网与信息安全 教育部重点实验室济南250014,,李俊涛,齐鲁工业大学（山东省科学院）山东省计算中心（国家超级计算济南中心）算力互联网与信息安全 教育部重点实验室济南250014,,倪家升,齐鲁工业大学（山东省科学院）山东省计算中心（国家超级计算济南中心）算力互联网与信息安全 教育部重点实验室济南250014,,李惠玲,泰安地震监测中心站泰安271000,501611067@qq.com,林秀娜,泰安地震监测中心站泰安271000,

关键词：光纤倾斜仪;固体潮监测;法布里-珀罗干涉仪;光纤传感技术

基金：国家自然科学基金项目（U23A20379）、山东省泰山学者青年专家项目（tsqn202306254）资助

针对传统电子监测手段在地球物理观测中的局限性，开发了一种基于法布里-珀罗（F-P）干涉腔的光纤倾斜仪系统。设计了结合垂直摆机构与双F-P干涉腔的传感结构，采用差分测量方法有效抑制环境噪声和温度漂移，并优化了干涉光路和相位解调算法，显著提升了倾斜角度的检测精度。实验验证表明，该光纤倾斜仪系统在-181.6″~181.6″的测量范围，倾角灵敏度达到2435nm/″，分辨力为0.000078″，表现出极高的精度和稳定性。在泰安地震监测中心站开展的连续观测实验中，光纤倾斜仪成功记录了固体潮的周期性变化，且其波形与VP型垂直摆倾斜仪的观测数据吻合良好，验证了该系统在地壳形变监测中的高分辨率和低漂移特性。此外，实验期间系统还成功捕捉到了多次地震事件，展示了固体潮和地震同步监测的可行性。与传统VP型垂直摆倾斜仪的对比中，光纤倾斜仪不仅能够准确记录标准地震信号，还能捕捉到微小的地震信号，表明该仪器在灵敏度和噪声抑制方面具有明显优势。开发的光纤倾斜仪系统为地壳形变测量和地震观测提供了新的手段，具备较高的分辨力和灵敏度，满足地震行业标准，该系统能够有效监测固体潮波形和地震事件，具有广泛的应用前景。该技术为地震监测和地壳动力学研究提供了可靠依据，有望推动地球物理观测设备的创新与发展。

来源：2025年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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