[發明專利]一種基于光纖光柵的干涉型三維矢量水聽器

在審

• 申請號: 201310711632.4
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103674219A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張自麗;金夢群;葛輝良;吳國軍;陳小軍;劉瑞;倪程輝;葉全虎
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳健

1.一種基于光纖光柵的干涉型三維矢量水聽器，其特征在于：該三維矢量水聽器包括：封裝在密封外殼（41）內的X、Y、Z三個方向的基于光纖光柵的一維加速度計（44）、一維加速度計（45）、一維加速度計（46），用來測量X、Y、Z三個方向的振動加速度；安裝在密封外殼（41）外部的彈性殼體（42）與粘接在彈性殼體（42）上的光纖干涉儀構成聲壓測量通道，用來測量水中聲壓；密封外殼（41）上的開孔（43）用于引出內部基于光纖光柵的一維加速度計的尾纖；光源（10）輸出脈沖光信號至環行器（20），經由光纖（60）輸入至光纖耦合器（30），光信號經光纖耦合器（30）分成兩部分，一部分經光纖（60）輸入至粘接在彈性殼體（42）上的光纖干涉儀，一部分經光纖（60）輸入至基于光纖光柵的一維加速度計（44）；時延補償干涉儀（50）有兩臂，兩臂之間存在臂長差用來產生干涉信號，臂長差由傳感光纖（63）的長度決定，兩根光柵（61）反射的兩個光脈沖經時延補償干涉儀（50）短臂的光信號與經由時延補償干涉儀（50）長臂的光信號發生干涉，干涉信號的相位信息也由兩根光柵（61）之間的傳感光纖（63）決定。

2.根據權利要求1所述的一種基于光纖光柵的干涉型三維矢量水聽器，其特征在于：所述的三個基于光纖光柵的一維加速度計和聲壓測量通道的光纖干涉儀結構相同，所述的基于光纖光柵的一維加速度計（44）包括兩根光柵（61）及其之間的傳感光纖（63）、圓形彈性片（71）、質量塊（72）、外殼（70）組成，傳感光纖（63）粘接在圓形彈性片（71）上，圓形彈性片（71）在外界振動作用下發生變形，帶動粘接在上面的傳感光纖（63）發生形變，改變其中的傳輸光信號的相位，圓形彈性片（71）中心位置安裝質量塊（72），質量塊（72）用來增強圓形彈性片（71）在外界振動作用下的變形，圓形彈性片（71）邊沿與外殼（70）緊密粘接，外殼（70）用來對內部部件進行密封和保護。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于光纖光柵的干涉型三維矢量水聽器，其特征在于：所述的三個基于光纖光柵的一維加速度計和聲壓測量通道的光纖干涉儀可通過采用時分復用技術復用至一根光纖，所有光纖干涉儀都采用同種工作波長的光柵，相鄰光柵對構成光纖干涉儀，光柵對和傳感光纖（62）構成的光纖干涉儀形成聲壓探測通道，光柵對和傳感光纖（63）、傳感光纖（64）、傳感光纖（65）構成3個正交方向的一維加速度計，各個光纖干涉儀信號在時間上進行區分。

4.根據權利要求1或2所述的一種基于光纖光柵的干涉型三維矢量水聽器，其特征在于：所述的三個基于光纖光柵的一維加速度計和聲壓測量通道的光纖干涉儀可通過采用波分復用技術復用至一根光纖，所有光纖干涉儀都采用不同工作波長的光柵，相同波長光柵對和之間的傳感光纖構成光纖干涉儀，光柵對和傳感光纖（62）構成的光纖干涉儀形成聲壓探測通道，光柵對和傳感光纖（63）、傳感光纖（64）、傳感光纖（65）構成3個正交方向的一維加速度計，光源（10）輸出包含多波長的光脈沖信號，光柵（61）返回的光信號經時延補償干涉儀（50）后進入波分復用器（80）進行解波分，對各個光纖干涉儀信號進行區分。