[發明專利]一種光纖覆金屬箔的水聲壓增敏裝置

在審

• 申請號: 202010417266.1
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111579051A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 范典;周卿;周次明;龐彥東;姜德生;王立新
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 張凱

本發明公開了一種光纖覆金屬箔的水聲壓增敏裝置，所述光纖覆金屬箔的水聲壓增敏裝置為線性循環排布的周期結構，包括傳感光纖、若干膠層和若干對金屬箔，所述傳感光纖按周期數分為若干光纖單元，每一所述周期結構中均包括一所述光纖單元、一所述膠層和兩片所述金屬箔，兩片所述金屬箔呈鏡像設置于所述光纖單元的一端，并通過所述膠層將所述光纖包覆貼合。本發明通過金屬箔和膠層對光纖的特定包覆方式，不僅顯著提升了光纖水聽器的聲壓靈敏度，還增強了裝置在垂直平面方向上的指向性，兼顧了高靈敏度和高指向性兩方面的性能；同時結構簡單，應用于水聲領域時，對成纜的傳感光纖實現長距離大容量信號探測工作，具有重要參考價值。

技術領域

本發明涉及光纖傳感技術領域，特別是一種光纖覆金屬箔的水聲壓增敏裝置。

背景技術

目前，干涉型光纖水聽器使用裸纖進行水聲傳感時，其相位聲壓靈敏度不足-200dB，還容易被外界噪聲干擾，一般無法滿足實際探測的需求。對于提高水聲傳感過程中靈敏度，當前實用性最高的兩種方法分別為：使用聚合物對光纖水聽器傳感光纖進行二次涂覆增敏，以及改變光纖水聽器傳感光纖的封裝結構設計。但這些方法各有弊端，前者涂覆增敏因其涂覆材料會增加陣列纜徑，限制拖曳線陣列的使用，結構設計增敏也會增加水聽器傳感單元的體積，影響實際應用；而后者采用改變光纖水聽器傳感光纖的封裝結構的方式時，往往能夠實現靈敏度的提高，卻犧牲了光纖水聽器的指向性。故需要提供一種新的光纖水聽器增敏手段，用于解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種光纖覆金屬箔的水聲壓增敏裝置，用于解決現有技術中涂覆增敏方式使水聽器傳感單元體積過大的問題，以及現有技術中改變光纖水聽器傳感光纖的封裝結構時難以兼顧靈敏度和指向性的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種光纖覆金屬箔的水聲壓增敏裝置，該水聲壓增敏裝置為線性循環排布的周期結構，包括傳感光纖、若干膠層和若干對金屬箔，傳感光纖按周期數分為若干光纖單元，每一周期結構中均包括一光纖單元、一膠層和兩片金屬箔，兩片金屬箔呈鏡像設置于光纖單元的一端，并通過膠層將光纖單元包覆貼合。

其中，每一周期結構中，兩片金屬箔為形狀相同的金屬片材，金屬箔包覆光纖單元處形成弧狀的凸起部，且凸起部位于金屬箔的居中處。

優選的，每一周期結構中，在傳感光纖的軸線方向上，金屬箔的長度小于或等于光纖單元的長度。

優選的，光纖覆金屬箔的水聲壓增敏裝置中的參數設置滿足：

a:2b:L＝(50～150):1.2:(50000～500000)，其中，a為垂直于光纖單元的軸線方向上金屬箔的寬度，2b為金屬箔表面垂直方向上兩片金屬箔與膠層的厚度之和，L為光纖單元沿軸線方向的長度。

優選的，膠層的材料為丁基橡膠改性瀝青防水材料，且按重量百分比計通過以下組分制得：瀝青36～44％、丁基橡膠18～22％、丁苯橡膠5～7％、軟化油8～12％以及滑石粉20～28％。

優選的，金屬箔為鋁箔。

其中，光纖覆金屬箔的水聲壓增敏裝置應用于斐索干涉型光纖水聽器系統。

本發明的有益效果是：區別于現有技術的情況，本發明提供了一種光纖覆金屬箔的水聲壓增敏裝置，通過金屬箔和膠層對光纖的特定包覆方式，不僅顯著提升了光纖水聽器的聲壓靈敏度，還增強了裝置在垂直平面方向上的指向性，兼顧了高靈敏度和高指向性兩方面的性能；同時結構簡單，價格低廉，應用于水聲領域時，對成纜成陣的傳感光纖實現長距離大容量信號探測工作，具有重要參考價值。

附圖說明

圖1是本發明中光纖覆金屬箔的水聲壓增敏裝置一實施方式的結構示意圖；

圖2是現有技術中光纖水聽器的結構示意圖；

圖3是本發明中光纖覆金屬箔的水聲壓增敏裝置一實施方式的周期結構示意圖；