[發明專利]一種基于聲光效應的水下聲速測量儀

在審

• 申請號: 202010849761.X
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111964772A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 薛彬;李晨曦
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01H5/00
• 分類號: G01H5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種基于聲光效應的水下聲速測量儀，包括殼體，所述殼體內設有光路，其特征在于，

所述光路包括的光學器件是分別設置在聲波傳播區域兩側的激光器(7)、五個分束鏡、一個反射鏡(4)和一個光電探測器(8)；其中，五個分束鏡分別記為第一分束鏡(1)、第二分束鏡(2)、第三分束鏡(3)、第四分束鏡(5)和第五分束鏡(6)；

在所述殼體相對的兩個側壁上分別設有一個校準玻璃視窗用于對激光進行外部校正，使激光等高，兩個校準玻璃視窗分別第一校準玻璃視窗(9)和第二校準玻璃視窗(10)；

與所述光電探測器(8)依次連接有數據采集模塊和FPGA數據儲存模塊；

所述光路中各光學器件及所述第一校準玻璃視窗(9)和第二校準玻璃視窗(10)的布置如下：

所述激光器(7)、第一分束鏡(1)、第二分束鏡(2)第三分束鏡(3)和第一校準玻璃視窗(9)布置在聲波傳播區域的一側，所述反射鏡(4)、第四分束鏡(5)、第五分束鏡(6)、光電探測器(8)和第二校準玻璃視窗(10)布置在聲波傳播區域的另一側；所有的分束鏡的入射角和所述反射鏡(4)的反射角均為45°，使得反射光與入射光垂直正交；

由所述激光器(7)發出的激光經第一分束鏡(1)分成兩路，一路穿過聲波至第五分束鏡(6)，形成參考光，另一路至第二分束鏡(2)；

所述第二分束鏡(2)將接收的光分成兩路，一路透過第二分束鏡(2)發向第三分束鏡(3)發射，一路穿過聲波向所述第四分束鏡(5)發射，形成第一測量光；

所述第三分束鏡(3)將接收的激光分成兩路，一路透過第三分束鏡(3)發向第一校準窗口，另一路穿過聲波至所述反射鏡(4)，形成第二測量光；

所述反射鏡(4)接收到激光后，將激光向第四分束鏡(5)反射；第四分束鏡(5)接收到第二分束鏡(2)的激光后，將激光向第五分束鏡(6)反射；最終，所述第五分束鏡(6)得到了由參考光和來自第四分束鏡(5)的第一測量光形成的第一干涉光及由參考光和來自反射鏡(4)的第二測量光形成的第二干涉光；

聲波發射后，第五分束鏡(6)將得到的第一干涉光和第二干涉光打入所述光電探測器(8)，聲波信號通過上述光路時產生的時域信號中包含兩個畸變點，兩個畸變點之間的時間間隔，即為所述聲波從第一測量光傳播到第二測量光的時間。

2.根據權利要求1所述的水下聲速測量儀，其特征在于，所述激光器(7)發射波長為632nm的激光。

3.根據權利要求1所述的水下聲速測量儀，其特征在于，所述光電探測器(8)采用FDS100-CAL硅光電二極管。