[發明專利]光纖FP腔聲波探頭

有效

• 申請號: 201410282935.3
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104019884B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 祁志美;程進;逯丹鳳
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 曹玲柱

技術領域

本發明涉及光纖傳感技術領域，尤其涉及一種光纖FP腔聲波探頭。

背景技術

光纖聲波傳感器不同于常見的電容式或壓電式麥克風，它具有靈敏度高、抗電磁干擾能力強、探測頻譜范圍寬，與光纖通信網兼容性好等優點，能夠在復雜電磁環境和惡劣氣候條件下正常工作，在工業、軍事、醫療等領域具有廣泛應用。例如，它可用于環境噪聲監測、超聲探傷、健康監測、機械故障診斷、用于對火炮、狙擊手、反潛直升機等低慢小目標的探測、跟蹤和定位，對電力、電機等設備的運行監測和故障預警。光纖聲波傳感器通常分為強度測量式和位相測量兩種。強度測量式光纖聲波傳感器需要使用兩根光纖，用于光信號的輸入和輸出。光纖FP腔聲波探頭是一種基于位相測量的單光纖聲波傳感器，它與強度測量式聲波探頭相比，具有結構簡單，靈敏度高，信號易于解調等優點。光纖FP腔聲波傳感器制備技術目前還不成熟，仍處于實驗室研發階段，光纖FP腔聲波探頭存在的主要問題是穩定性較差，易產生零點漂移和信號失真，這些缺點限制了光纖FP腔聲波傳感器的實際應用。

為了解決上述問題，現有技術中出現了一些采用緩沖機械結構的光纖FP腔聲波探頭，以緩解機械震動進而提高了傳感器穩定性，但是此類光纖FP腔聲波探頭包含的零部件多，結構復雜，制作難度較大，制作成本較高，因此有待于進一步改進。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術問題，本發明提供了一種簡單結構的光纖FP腔聲波探頭，以提高其穩定性，抑制信號失真。

(二)技術方案

本發明光纖FP腔聲波探頭包括：殼體，呈圓筒狀結構，內壁設有內螺紋；振動膜，安裝于殼體的頂部，其朝向殼體內部的一側具有反光面；內芯，其中心軸線位置開設有光纖孔，該內芯的外壁設有與殼體內壁內螺紋相匹配的外螺紋，該內芯通過該外螺紋安裝在殼體內，其上表面低于振動膜；光纖，經端面拋光后，由殼體外經由內芯的光纖孔進入殼體內，并通過膠水粘結或機械壓緊方式固定于內芯的光纖孔內，其中，該光纖的頂部與內芯上部的上表面平齊，形成光纖上端面，該光纖上端面與振動膜的反光面構成光纖FP腔；以及頂絲，通過螺紋安裝在殼體的側壁上，旋轉頂絲，通過頂絲擠壓內芯將其鎖緊。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發明光纖FP腔聲波探頭具有以下有益效果：

(1)所用零部件少，結構簡單，制作容易，成本較低，適用性強；

(2)容許原位精細調節光纖FP腔的長度，從而保證了探頭輸出信號位于線性響應區間；

(3)容許原位精細調節內芯中心軸線的取向，使其很容易地與殼體的中心軸線重合，從而使得探頭輸出信號對稱性好，失真度小；

(4)一致性好，穩定性高，校準容易。

附圖說明

圖1為根據本發明第一實施例光纖FP腔聲波探頭的剖視圖；

圖2為根據本發明第二實施例光纖FP腔聲波探頭的剖視圖；

圖3為根據本發明第三實施例光纖FP腔聲波探頭的剖視圖。

【本發明主要元件符號說明】

1-振動膜；2-光纖；

3-殼體；4-內芯；

5-頂絲；6-保護罩；

10-振動膜1的反光面；20-光纖上端面；

40-標準光纖插芯； 60-入聲孔。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。附圖中未繪示或描述的實現方式，為所屬技術領域中普通技術人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數的示范，但應了解，參數無需確切等于相應的值，而是可在可接受的誤差容限或設計約束內近似于相應的值。實施例中提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發明的保護范圍。