CN112698384B - 一种基于双闭环反馈的低频大动态光纤地震计装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于双闭环反馈的低频大动态光纤地震计装置，该装置包括光源模块、光纤干涉仪模块、探测采集模块、双反馈控制模块。其特征是双反馈控制模块中的第一数模转换器与光纤干涉仪模块中的相位调制器相连，形成第一闭环反馈回路；第二模数转换器依此连接功率放大器和电磁反馈装置并作用于光纤干涉仪模块的惯性质量，形成第二闭环反馈回路；由光纤干涉仪模块拾取的振动在与双反馈控制模块相互作用后得到的差分信号，会传输至探测采集模块，探测采集模块输出端与双反馈控制模块相连。由此形成的双闭环反馈光纤地震计装置具有超大动态范围，超低工作频带，全量程反馈等优点，并可广泛应用于多种光纤地震计。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于双闭环反馈的低频大动态光纤地震计装置，属于光纤传感技术领域。
背景技术
现有光纤地震计基本为开环结构，其性能过于依赖机械、光纤本身的性质，同时由于机械、光纤工艺改进困难，在性能的进一步提升方面遇到瓶颈。而传统闭环地震计已经很好地证明了反馈的引入对于地震计的性能有着突破性的提升，摆脱对机械的依赖，同时电子反馈还具有轻便、可调节等多种优势。
1972年等人首次在捷克斯洛伐克安装了一款反馈式宽频带地震计(Dziewonski,A.M..The Global Seismographic Network:Progress and Promise,inObservatory Seismology,University of California Press,Berkeley,California，1989)，其实现了300s～0.3s的低频宽频带的速度平坦响应。首次提出的利用反馈实现宽频带的概念，明显地展示出了反馈在地震计应用中的广阔前景。
1998年，中国地震局地震研究所公开了一种反馈式超宽频带地震计(CN98121724.9)，此专利采用三维结构，目的是实现在20Hz～360s响应频带的对地速度平坦响应，在360s～DC响应频带对地加速度平坦响应，同时获得140dB的动态范围。
2011年,珠海市泰德企业有限公司公布了一种力平衡反馈宽频带地震计(CN201120500621.8),其利用电磁机构配合比例、积分、微分控制。实现了50Hz～60s的宽频带平坦响应，其截至低频甚至可以拓展至120s，测量动态范围达140dB，灵敏度则为2000V/(m/s)。在保证大动态和高灵敏度得同时，实现了低频测量和宽频带的性能。
上述三种传统反馈式地震计，都提现了反馈对传统机电式地震计在低频延拓、频带展宽和动态范围提升上的重要作用，其早已成为传统地震计中不可获取的一部分。因此，将反馈引入到与传统地震计原理基本相同的开环光纤地震计中，理应会对现有开环性能由较大的提升。
2014年中国科学院半导体研究所的王兆刚等人提出了一种利用盘片和法布里-珀罗腔结合的光纤加速度计(Wang Z,et al.Diaphragm-Based Fiber Optic Fabry–PerotAccelerometer With High Consistency.Journal of Lightwave Technology,2014,32(24):4810-4815)。在工作频带10Hz～125Hz的范围内，灵敏度达到了36.07dB V/g，分辨率68.03ug，动态范围约为60dB。文中说明若更换解调方法，分辨率可能达到ng级，此时动态范围约为120dB。
2016年中国科学院声学研究所的吴学兵等人公开了一种干涉型光纤地震检波器(吴学兵,刘英明,高侃.干涉型光纤地震检波器研发及效果分析.石油物探,2016,55(2):303-308)。其采用了马赫-泽德干涉仪和芯轴式结构，工作频带为10Hz～800Hz，灵敏度约40dB rad/g，分辨率为0.1ug@100Hz，动态范围达120dB@100Hz。
2017年吉林大学的陈建冬等人发表了一种用于海底探测的三维光纤地听器(Chen,Jiandong,et al.A fiber-optic interferometric tri-component geophone forocean floor seismic monitoring.Sensors,2017,17(1):47)。通过光纤搭建迈克尔逊干涉仪，并使用了芯轴式结构，其工作频带为2Hz～150Hz，灵敏度达到50dB rad/g，分辨率为2ng，动态范围为116dB。
上述三种光纤地震计/加速度计均为开环式结构，都没引入闭环反馈控制，导致上述系统均无法工作在较低频带，同时动态范围受限于开环性能而无法提升至更高。
2012年浙江大学的王冬云等人公开一种闭环控制的干涉型光纤加速度计(CN201210220303.5)，其利用光纤光路中的Y波导，对干涉仪两臂中的光相位差进行调制，实现相位反馈，该方法可提升测量精度、线性度好、动态范围大。
2020年吉林大学的常天英等人发表了一种利用PZT相位反馈的闭环芯轴式光纤地震计(Chang T,et al.Fiber optic interferometric seismometer with phasefeedback control.Optics Express,2020,28(5):6102-6122)，在0.1Hz～10Hz的频段内实现了90dB rad/(m/s)的灵敏度。
上述两种光纤加速度计/地震计均在开环的基础上施加了闭环反馈结构，并成功地在某一方面或某几方面对系统性能进行了提升，证明了闭环反馈对于提升当前光纤加速度计/地震计具有重要作用和意义。
本发明针对当前光纤地震计的不足之处，提出了一种全新的双闭环反馈方案。通过结合电磁反馈和相位调制器反馈，实现超大信号和超小信号同时测量和全量程反馈，使光纤地震计获得超大的动态范围；同时通过调整双反馈的参数设置使双闭环系统的能够工作在更低频的频带上，获得更多的地震低频信息；本发明可应用于多种不同类型的开环光纤地震计上，具有适用范围广泛的优点。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于相位调制器反馈和电磁反馈的双闭环反馈的低频大动态光纤地震计装置，利用此装置可以有效提升光纤地震计的测量上限，实现超大信号和超小信号同时测量和全量程反馈，获得超大的动态范围；同时能够延拓系统响应频带的截止低频，实现低频乃至超低频信号的测量。
本发明的目的是这样实现的：包括光源模块10、光纤干涉仪模块11、探测采集模块12、双反馈控制模块13，双反馈模块13中的数字控制器131与探测采集模块12中的模数转换器123相连；数字控制器131的输出分别与第一数模转换器132、第二数模转换器133相连，第一数模转换器132与光线干涉仪模块11中的相位调制器111相连，形成第一闭环反馈回路；第二数模转换器133输出端与功率放大器134相连，再连接至反馈线圈136上，形成第二闭环反馈回路，反馈线圈136固定于装置外壳137上，永磁体135全部或部分包覆反馈线圈136，并固定于光纤干涉仪模块11中与光纤干涉臂相互作用的机械结构中的质量块上，施加电磁反馈力。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.所述的光纤干涉仪模块11的相位调制器111的两输出光纤分别与第一光纤环112和第二光纤环113的输入光纤相连，第一光纤环112、第二光纤环113的输出光纤分别与2×2光纤耦合器114两输入光纤相连，耦合器114的输出光纤则分别连接至探测采集模块12的第一差分探测器121和第二差分探测器122；第一、第二光纤环112、113通过与拾振机械装置相互作用，来拾取振动信号。
2.所述的探测采集模块12的第一差分探测器121、第二差分探测器122与模数转换器123相连，再连接至双反馈控制模块13的数字控制器131。
3.所述的光源模块10的光源101的输出端与隔离器102的输入端相连，再连接至光纤干涉仪模块11的相位调制器111。
4.光纤干涉仪模块11中的质量块拾取的振动信号，通过机械结构中的弹性体传递至第一光纤环112、第二光纤环113，并转变为其中传输光的相位变化，同时也受到来自双反馈模块13通过作用在相位调制器111和质量块上进行的反馈影响，最终得到的差分信号经过探测采集模块12采集后传输至双反馈控制模块13；双反馈控制模块13中的数字控制器131先将输入的差分信号经过解调算法得到一定位数的相位值，再通过反馈判断来决定是否进行位数拓展，并将判断处理后的相位值根据设定的双反馈范围划分为两部分，分别通过PID控制算法得到相位调制器反馈和电磁反馈需要反馈的电压/电流值；由第一数模转换器132将相位调制器反馈对应的电压/电流输出至光纤干涉仪模块11中的相位调制器111，改变光纤中传输光的相位，形成第一闭环反馈；由第二数模转换器133将电磁反馈对应的电压/电流先输出至功率放大器134放大，再将放大量输出至电磁反馈装置中的反馈线圈136，对质量块施加电磁力，形成第二闭环反馈，实现双闭环反馈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)该装置可以大幅度提高光纤地震计测量信号的幅值上限，并可以通过调节电磁反馈的设置来任意设定，在保证原有测量下限不变或变动不大的情况下，能够实现超大的动态范围；(2)该装置通过使用电磁反馈和相位调制器反馈的量程接续，实现超大动态范围的全量程反馈；(3)该装置通过引入双闭环反馈结构，能够改变系统的工作频带范围，提升系统的工作带宽，尤其是延拓了系统的截止工作低频，使光纤地震计能够拾取到更多的低频信息；(4)该装置以光纤光路中常见的相位调制器作为第一闭环反馈，以常见的电磁反馈约束拾振惯性体作为第二闭环反馈，其原理和装置设计可应用于多种不同类型的光纤地震计之中，具有适用性广泛的优点。
附图说明
图1是基于双闭环反馈的光纤地震计原理图；
图2是双闭环反馈算法流程图；
图3是双闭环反馈系统的数学模型图；
图4是双闭环反馈系统的幅频特性曲线图；
图5是双闭环反馈系统的相频特性曲线图；
图6是基于双闭环反馈的盘式光纤地震计装置图；
图7是基于双闭环反馈的芯轴式光纤地震计装置图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
结合图1至图7，一种基于双闭环反馈的低频大动态光纤地震计装置，包括光源模块10、光纤干涉仪模块11、探测采集模块12、双反馈控制模块13；双反馈模块13中的数字控制器131与探测采集模块12中的16位模数转换器123相连；数字控制器131的输出分别与第一数模转换器132、第二数模转换器133相连，两个数模转换器均为16位；其中第一数模转换器132与光线干涉仪模块11中的相位调制器111相连，形成第一闭环反馈回路；第二数模转换器133输出端与功率放大器134相连，再连接至反馈线圈136上，形成第二闭环反馈回路，反馈线圈136可以固定于装置外壳137上，永磁体135全部或部分包覆反馈线圈136，并可固定于光纤干涉仪模块11中与光纤干涉臂相互作用的机械结构中的质量块上，施加电磁反馈力；所述的光纤干涉仪模块11，相位调制器111的两输出光纤分别与第一光纤环112和第二光纤环113的输入光纤相连，第一光纤环112、第二光纤环113的输出光纤分别与2×2光纤耦合器114两输入光纤相连，耦合器114的输出光纤则分别连接至探测采集模块12的第一差分探测器121和第二差分探测器122；第一、第二光纤环112、113通过与拾振机械装置相互作用，来拾取振动信号；
所述的探测采集模块12，第一差分探测器121、第二差分探测器122与16位模数转换器123相连，再连接至双反馈控制模块13的数字控制器131；
所述的光源模块10，光源101的输出端与隔离器102的输入端相连，再连接至光纤干涉仪模块11的相位调制器111；
所述的基于双闭环反馈的光纤地震计装置，其工作特征是：
1)光纤干涉仪模块11中的质量块拾取的振动信号，通过机械结构中的弹性体传递至第一光纤环112、第二光纤环113，并转变为其中传输光的相位变化，同时也受到来自双反馈模块13通过作用在相位调制器111和质量块上进行的反馈影响，最终得到的差分信号经过探测采集模块12采集后传输至双反馈控制模块13；
2)双反馈控制模块13中的数字控制器131先将输入的差分信号经过解调算法得到一定位数的相位值，再通过反馈判断来决定是否进行位数拓展，并将判断处理后的相位值根据设定的双反馈范围划分为两部分，分别通过反馈控制算法得到相位调制器反馈和电磁反馈需要反馈的电压/电流值；
3)由第一数模转换器132将相位调制器反馈对应的电压/电流输出至光纤干涉仪模块11中的相位调制器111，改变光纤中传输光的相位，形成第一闭环反馈；由第二数模转换器133将电磁反馈对应的电压/电流先输出至功率放大器134放大，再将放大量输出至电磁反馈装置中的反馈线圈136，对质量块施加电磁力，形成第二闭环反馈，由此实现双闭环反馈。
一种基于双闭环反馈的低频大动态光纤地震计装置，其实现双反馈算法的流程如附图2所示：
1)某一时刻tn，系统输出L位相位量，此L位相位量同时输入至反馈判断流程22，再分别通过第一相位闭环反馈流程23和第二电磁闭环反馈流程24与系统下一时刻tn+1的振动信号输入在开环信号处理流程21中相互作用，最终在闭环系统输出端得到L位差分量，此L位差分量既作为tn+1时刻的系统输出，也作为tn+2时刻的反馈流程输入；
2)每一次反馈判断流程22接收到L位相位量时，先根据设定的双反馈总输出位数之和，进行判定位数221流程，当第一相位闭环反馈流程23的输出位数为N、第二电磁闭环反馈流程24的输出位数为M时，若N+M≤L，则不需要进行位数扩展，直接传递L'位相位值至反馈范围判断流程223，此时L'＝L；若N+M＞L，则转至位数拓展流程222，并将得到L'位相位值输出至反馈范围判断流程223，此时L'＝N+M；反馈范围判断流程223会根据相位调至器反馈的反馈位数N和电磁反馈的反馈位数M划分反馈范围，其中L'位相位值的低N位由相位调制器反馈负责，L'位相位值的高M位由电磁反馈负责；
3)由2)流程分配的低N位相位值输入到第一相位闭环反馈流程23中的相位反馈量231，在通过控制算法一232转变为相应的电压/电流反馈量后，将传递至光纤放大212流程中的相位调制器，形成第一闭环反馈；
4)由2)流程分配的高M位相位值输入到第二电磁闭环反馈流程24中的电磁反馈量241，在通过控制算法二242转变为相应的电压/电流反馈量后，输出至电磁反馈装置243，产生的电磁反馈力最终作用在机械拾振211流程里的惯性质量上，实现第二闭环反馈。
基于相位调制器反馈和电磁反馈的双闭环反馈方法，其实现超大动态范围、超低工作频带等性能的原理可由附图3论证得到：
典型的机械拾振结构G1(s)和光纤放大结构G2(s)在复频域内由拉氏变换可以表示为：
G2(s)＝K2 (2)
其中：ξ为阻尼比，ωn为谐振角频率，K1为机械拾振增益系数，K2为光纤放大系数，s＝jω为拉普拉斯算子，j为虚数单位，ω为角频率。对于第一闭环反馈中的相位调制器的反馈控制采用PID方法，则整个相位反馈控制的传递过程可以表示为：
其中：Kyp、Kyi、Kyd分别为相位调制器反馈控制中的比例、积分、微分系数。对于第二闭环反馈中的电磁反馈回路，根据质量块的运动方程和通电线圈受力分析有：
其中：FB为通电线圈提供的电磁推力，m为质量块质量，c为开环光纤地震计的等效阻尼系统，k为开环光纤地震计的等效刚度，y为质量块的绝对位移，x为地面的绝对位移，B为磁感应强度，l为线圈位于磁场中的有效长度，I为电流大小，L为线圈电感，U为两端电压，v为线圈在磁场中的运动速度，与质量块运动相同。
其中U(s)同样由PID进行控制，有：
H2(s)＝Kp+Ki/s+Kds (6)
其中Kp、Ki、Kd分别为电磁反馈控制中的比例、积分、微分系数。
最终双闭环系统的数学传递可以表示为：
其中：
A1＝KydLm
B1＝cKydL+Lm+KypLm+KydmR
C1＝-B2K1Kydl2+cL+kKydL+cKypL+KyiLm+cKydR+mR+KypmR
D1＝BK1K2Kdl-K1B2l2-B2K1Kypl2+kL+cKyiL+kKypL+cR+kKydR+cKypR+KyimR
E1＝BK1K2Kpl-B2K1Kyil2+kKyiL+kR+cKyiR+kKypR
F1＝BK1K2Kil+kKyiR
C2＝K1K2Lm
D2＝K1K2mR
根据公式(7)，以现有开环地震计能够确定m、k、c、K1、K2的取值，之后通过设计并调整其他参数便能够改变闭环系统的响应频带，实现系统响应函数的工作频带向更低频拓展。考虑到实际器件的参数取值范围，并调整第一、第闭环反馈流程中的PID参数，闭环系统延拓截止低频的实现，可如图3、图4所示。同时根据FB＝BIl可以得知，通过调节相应参数可以控第二闭环反馈流程中的电磁反力的上限，即系统动态范围的上限，可以较容易地将其设定在等效加速度为100m/s2的水平；若在引入反馈后，设定最小拾取信号等效的加速度为10-8m/s2，则闭环系统动态范围将达到20log(100/10-8)＝200dB，即实现超大动态范围。
结合具体参数给出本发明的实施例1：
该装置如附图6所示，其器件选择和参数如下：
(1)激光光源的中心波长1550nm，出纤功率大于1mW；
(2)相位调制器工作波长1550nm，1×2分束，分束比为50:50，消光比大于20dB，插入损耗小于0.5dB，输入输出为保偏光纤；
(3)第一光纤环和第二光纤环均为保偏光纤，长度大于100m；
(4)2×2耦合器工作波长1550nm，分光比50:50，消光比大于20dB，输入输出尾纤均为保偏光纤；
(5)第一光电探测器、第二光电探测器，光探测范围为1100～1700nm，响应度大于0.9A/W；
(6)模数转换器采用16位高速器件；
(7)第一、第二数模转换器采用16位高速器件；
(8)功率放大器采用±15V供电，最大输出电流5A，噪声小于
(9)质量块材质为不锈钢，质量为400g；
(10)弹性盘片外径50mm，内径8mm，厚1mm；
(11)永磁体采用内部磁场磁感应强度为0.5T；
(12)反馈线圈缠绕半径10mm，缠绕匝数200；
其进行双闭环反馈的工作流程如下：
1)激光光源601经过相位调制器602后分为两束光，传输至第一光纤环603和第二光纤环604；两光纤环固定于弹性盘片605上并形成推挽结构，弹性盘片605中央固定有质量块606，外边缘被外壳固定，则质量块606拾取的振动信号经由弹性盘传递605，并放大为光纤中传输光的相位变化信号；
2)在1)流程期间同时有反馈信号分别作用于相位调制器602和质量块606上，所以最终光纤中的相位变化为输入信号减去反馈作用得到的一差分信号，此差分信号经由2×2光纤耦合器607和光电转换电路607后，被模数转换器609采集到，然后由CPU 610解调得到一定位数的具体相位量；
3)在2)流程中得到的相位量首先在CPU 610中根据设定的双闭环总输出位数判定是否进行位数拓展流程，之后将判定后的相位量根据双反馈各自设定的输出位数，划分为相应的低位数和高位数两部分，其中低位数部分由第一数模转换器611输出至相位调制器602，形成第一闭环反馈；高位数部分由第二数模转换器612经过功率放大电路613输出至电磁反馈装置，最终作用于质量块606上，形成第二闭环反馈。其中电磁反馈装置由固定于质量块606中央的永磁体615和固定于外壳上盖中央的反馈线圈614组成。
实施例2
该装置如附图7所示，其器件选择和参数如下：
(1)激光光源的中心波长1550nm，出纤功率大于1mW；
(2)相位调制器工作波长1550nm，1×2分束，分束比为50:50，消光比大于20dB，插入损耗小于0.5dB，输入输出为保偏光纤；
(3)第一光纤环和第二光纤环均为保偏光纤，长度大于100m；
(4)2×2耦合器工作波长1550nm，分光比50:50，消光比大于20dB，输入输出尾纤均为保偏光纤；
(5)第一光电探测器、第二光电探测器，光探测范围为1100～1700nm，响应度大于0.9A/W；
(6)模数转换器采用16位高速器件；
(7)第一、第二数模转换器采用16位高速器件；
(8)功率放大器采用±15V供电，最大输出电流5A，噪声小于
(9)质量块材质为不锈钢，质量为400g，直径5cm；
(10)第一、第二弹性柱体均为直径5cm，高2cm，材质为硅；
(11)永磁体采用内部磁场磁感应强度为0.5T；
(12)反馈线圈缠绕半径10mm，缠绕匝数200；
其进行双闭环反馈方法的工作流程如下：
1)激光光源701经过相位调制器702后分为两束光，传输至第一光纤干涉臂703和第二光纤干涉臂704；两光纤干涉臂分别缠绕于第一、第二两弹性柱体703、704上，两弹性柱体完全相同且内部具有中空结构，两弹性柱体中央夹有质量块705且相互固定，则质量块705拾取的振动信号经由弹性柱体传递，并放大为光纤中传输光的相位变化信号；
2)在1)流程期间同时有反馈信号分别作用于相位调制器702和质量块705上，所以最终光纤中的相位变化为输入信号减去反馈作用得到的一差分信号；此差分信号经由2×2光纤耦合器708和光电转换电路709后，被模数转换器710采集到，然后由CPU 711解调得到一定位数的具体相位量；
3)在2)流程中得到的相位量首先在CPU 711中根据设定的双闭环总输出位数判定是否进行位数拓展流程，之后将判定后的相位量根据双反馈各自设定的输出位数，划分为相应的低位数和高位数两部分，其中低位数部分由第一数模转换器712输出至相位调制器702，形成第一闭环反馈；高位数部分由第二数模转换器713经过功率放大电路714输出至电磁反馈装置，最终作用于质量块705上，形成第二闭环反馈；
4)电磁反馈装置由永磁体716和反馈线圈715组成，这一结构置于附加框架717之中，反馈线圈715固定于附加框架717上盖的中央，永磁体716下表面中央固定一传递棒718，传递棒718通过第一弹性柱体706中央中空结构与质量块705中央位置相连并固定，则电磁反馈力可经由这一结构传递至质量块705。
综上，本发明提供了一种基于双闭环反馈的低频大动态光纤地震计装置，该装置包括光源模块、光纤干涉仪模块、探测采集模块、双反馈控制模块。其特征是双反馈控制模块中的第一数模转换器与光纤干涉仪模块中的相位调制器相连，形成第一闭环反馈回路；第二模数转换器依此连接功率放大器和电磁反馈装置并作用于光纤干涉仪模块的惯性质量，形成第二闭环反馈回路；由光纤干涉仪模块拾取的振动在与双反馈控制模块相互作用后得到的差分信号，会传输至探测采集模块，探测采集模块输出端与双反馈控制模块相连。由此形成的双闭环反馈光纤地震计装置具有超大动态范围，超低工作频带，全量程反馈等优点，并可广泛应用于多种光纤地震计。
Claims (5)
1.一种基于双闭环反馈的低频大动态光纤地震计装置，其特征在于：包括光源模块(10)、光纤干涉仪模块(11)、探测采集模块(12)、双反馈控制模块(13)，双反馈控制模块(13)中的数字控制器(131)与探测采集模块(12)中的模数转换器(123)相连；数字控制器(131)的输出分别与第一数模转换器(132)、第二数模转换器(133)相连，第一数模转换器(132)与光纤干涉仪模块(11)中的相位调制器(111)相连，形成第一闭环反馈回路；第二数模转换器(133)输出端与功率放大器(134)相连，再连接至反馈线圈(136)上，形成第二闭环反馈回路，反馈线圈(136)固定于装置外壳(137)上，永磁体(135)全部或部分包覆反馈线圈(136)，并固定于光纤干涉仪模块(11)中与光纤干涉臂相互作用的机械结构中的质量块上，施加电磁反馈力。
2.根据权利要求1所述的一种基于双闭环反馈的低频大动态光纤地震计装置，其特征在于：所述的光纤干涉仪模块(11)的相位调制器(111)的两输出光纤分别与第一光纤环(112)和第二光纤环(113)的输入光纤相连，第一光纤环(112)、第二光纤环(113)的输出光纤分别与2×2光纤耦合器(114)两输入光纤相连，耦合器(114)的输出光纤则分别连接至探测采集模块(12)的第一差分探测器(121)和第二差分探测器(122)；第一、第二光纤环(112、113)通过与拾振机械装置相互作用，来拾取振动信号。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于双闭环反馈的低频大动态光纤地震计装置，其特征在于：所述的探测采集模块(12)的第一差分探测器(121)、第二差分探测器(122)与模数转换器(123)相连，再连接至双反馈控制模块(13)的数字控制器(131)。
4.根据权利要求3所述的一种基于双闭环反馈的低频大动态光纤地震计装置，其特征在于：所述的光源模块(10)的光源(101)的输出端与隔离器(102)的输入端相连，再连接至光纤干涉仪模块(11)的相位调制器(111)。
5.根据权利要求4所述的一种基于双闭环反馈的低频大动态光纤地震计装置，其特征在于：光纤干涉仪模块(11)中的质量块拾取的振动信号，通过机械结构中的弹性体传递至第一光纤环(112)、第二光纤环(113)，并转变为其中传输光的相位变化，同时也受到来自双反馈模块(13)通过作用在相位调制器(111)和质量块上进行的反馈影响，最终得到的差分信号经过探测采集模块(12)采集后传输至双反馈控制模块(13)；双反馈控制模块(13)中的数字控制器(131)先将输入的差分信号经过解调算法得到一定位数的相位值，再通过反馈判断来决定是否进行位数拓展，并将判断处理后的相位值根据设定的双反馈范围划分为两部分，分别通过PID控制算法得到相位调制器反馈和电磁反馈需要反馈的电压/电流值；由第一数模转换器(132)将相位调制器反馈对应的电压/电流输出至光纤干涉仪模块(11)中的相位调制器(111)，改变光纤中传输光的相位，形成第一闭环反馈；由第二数模转换器(133)将电磁反馈对应的电压/电流先输出至功率放大器(134)放大，再将放大量输出至电磁反馈装置中的反馈线圈(136)，对质量块施加电磁力，形成第二闭环反馈，实现双闭环反馈。
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