[發(fā)明專利]一種基于光相位解調(diào)儀的相移靈敏度通用校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010589979.2
• 申請(qǐng)日: 2010-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102072761A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳毅;張軍;費(fèi)騰;羅馬奇;徐平;王世全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所
• 主分類號(hào): G01H9/00
• 分類號(hào): G01H9/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

1.一種基于光相位解調(diào)儀的相移靈敏度通用校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征是：由控制和管理系統(tǒng)、水聲信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)、光相位解調(diào)系統(tǒng)和電信號(hào)接收系統(tǒng)四個(gè)子系統(tǒng)組成，控制和管理系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)及其外設(shè)，通過(guò)通用接口管理與控制水聲信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)，光相位解調(diào)系統(tǒng)和電信號(hào)接收系統(tǒng)三部分工作，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和信號(hào)處理計(jì)算；水聲信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)由信號(hào)源、功率放大器、發(fā)射換能器和聲管組成，用于得到光纖水聽(tīng)器校準(zhǔn)所需要的聲場(chǎng)；信號(hào)源的信號(hào)通過(guò)功率放大器放大后，輸入發(fā)射換能器，發(fā)射換能器發(fā)出特定頻率的聲信號(hào)，以水為聲波傳播媒質(zhì)，在聲管中形成穩(wěn)定的聲場(chǎng)；光相位解調(diào)系統(tǒng)用于解調(diào)光纖水聽(tīng)器輸出的光干涉信號(hào)，光纖水聽(tīng)器感應(yīng)聲場(chǎng)中的聲波，并輸出光干涉信號(hào)進(jìn)入解調(diào)儀處理；電信號(hào)接收系統(tǒng)由濾波器，示波器和數(shù)字采集卡組成，采集卡采集被測(cè)光纖水聽(tīng)器光信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)的模擬輸出信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器的輸出信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光相位解調(diào)儀的相移靈敏度通用校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征是：光相位解調(diào)子系統(tǒng)由OPD4000相位解調(diào)儀、窄線寬激光光源和外調(diào)制器組成，用于對(duì)干涉光的相位進(jìn)行實(shí)時(shí)解調(diào)并采用模擬信號(hào)輸出結(jié)果，從光纖水聽(tīng)器出來(lái)的光干涉信號(hào)經(jīng)過(guò)解調(diào)處理以后得到所需要的光相位數(shù)值。

3.一種采用如權(quán)利要求1所述的基于光相位解調(diào)儀的相移靈敏度通用校準(zhǔn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，其特征是：首先窄線寬激光光源經(jīng)過(guò)外調(diào)制器的高頻調(diào)制后進(jìn)入光纖水聽(tīng)器，輸入光在光纖水聽(tīng)器內(nèi)部分成感應(yīng)臂光路和參考臂光路兩路，光纖水聽(tīng)器處在聲場(chǎng)中，聲波作用在光纖水聽(tīng)器上，使得水聽(tīng)器內(nèi)部的感應(yīng)臂光纖產(chǎn)生變化，而水聽(tīng)器的參考臂不感應(yīng)聲場(chǎng)，感應(yīng)臂和參考臂干涉后的干涉光輸入到解調(diào)儀中，采用PGC信號(hào)處理技術(shù)解調(diào)出的干涉光的光相位，該光相位的數(shù)值與聲波的大小成固定比例，得到聲波大小和光相位大小，然后依據(jù)公式得到光纖水聽(tīng)器的相移靈敏度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光相位解調(diào)儀的相移靈敏度通用校準(zhǔn)方法，其特征在于：校準(zhǔn)系統(tǒng)采用比較法，將相位干涉型光纖水聽(tīng)器和標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器分別或同時(shí)置于校準(zhǔn)聲場(chǎng)中進(jìn)行測(cè)量，標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器是指其靈敏度已知的水聽(tīng)器，用于測(cè)量聲場(chǎng)大小，在聲壓作用下光纖水聽(tīng)器輸出受調(diào)制的光信號(hào)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后變成電信號(hào)，相位解調(diào)后對(duì)它進(jìn)行測(cè)量得到其光相移值為φ；再測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器輸出的開(kāi)路電壓信號(hào)U₀；利用已知的標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器的靈敏度M₀，靈敏度通常采用對(duì)數(shù)的表達(dá)方式，由下列公式進(jìn)行計(jì)算，即可得到相位干涉型光纖水聽(tīng)器的相移靈敏度級(jí)M_φ，式中，相移靈敏度級(jí)Mφ的基準(zhǔn)值為1rad/μPa。