[發明專利]基于瑞利散射的反饋式光纖空氣聽聲系統

在審

• 申請號: 201710223128.8
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106840364A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 劉浩宇;高佩瑤;張潔;任晉原
• 申請（專利權）人: 光子瑞利科技（北京）有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G06F17/50;G06N3/08;H04R7/18;H04R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種反饋式光纖空氣聽聲系統，光纖傳感器中振動膜片的設計，其特征在于，包括：

傳感器振動膜片采用四周強力粘結和壓緊固定的安裝方式,周邊固支的圓形薄膜的受到均勻分布聲音壓力；

在彈性元件的設計上，并采用有限元軟件來進行類似揚聲器的振動膜優化的設計。

2.根據權利要求1所述的方法，在反饋式光纖聽聲系統的補償技術的應用，其特征在于，包括：

由于反饋式光纖聽聲傳感器需要對光進行調制，因而會受到光源功率變化、光纖傳輸損耗變化、電探測器的特性漂移和環境光等因素的影響；

本發明傳感器采用神經網絡補償法對傳感器進行彌補，該方法被用于光纖傳感器中信號處理，從而減小了光源功率和反射面反射頻率變化的影響。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，彈性元件和光電探測器上的聲光電的轉換過程，包括：

聲音信號引起薄膜振動,產生薄膜位移；

薄膜由于聲音信號產生位移,產生瑞利散射并反饋回光，反饋并接收光纖的光將受到調制；

接收光纖接收的調制光經過光電探測器轉換成電流信號,再經過光電檢測電路轉化成電壓信號。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述瑞利散射反饋光的光強調制特性分析，所述的步驟包括：

在接收反饋回光對光強進行調制，經驗證，通過的纖端光場為高斯光束和均勻分布的幾何光束兩者的調和，因此引入了兩個無量綱調和參數，并給出了高斯半寬的修改結果。

5.根據權利要求4所述的方法，所述纖端光場強度分布簡化，其特征在于，包括：

依據瑞利散射原理生成的纖端光場，采用了一根單模光纖作為發射和接收，單模光纖的優勢在于單模只傳輸基模，避免了模式色散，傳輸頻帶寬，單模光纖的傳輸損耗更小可實現遠距離傳輸，對比多模靈敏度更高，由于單模光纖芯徑較小，所以膜片的振動引起接收光的功率變化更多。

6.根據權利要求5所述的方法，根據以上模塊的設計，其特征在于，光纖聲音傳感器的整合建立，為提高整體系統聲音還原的準確性，還包括：

設計合理的光電檢測電路，選用與激光光束源的響應波長等相適應的光探測器，提高輸出信號的分辨率，減少噪聲；

選擇合適的光纖進行光纖耦合器的光路設計，讓傳感器結構簡單可靠。