[發明專利]一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統

在審

• 申請號: 202011572658.1
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112556824A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 鄭百超;趙俊鵬;姚樹智;毛猛;楊勇;趙晨;張宇飛
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統，包括泵浦源、1*N分束器、波分復用器與隔離器模塊、光纖傳聲器探頭、N*1合束器、邁克爾遜干涉儀、聲光移頻器驅動、密集波分復用器、光電探測器、信號解調模塊；

泵浦源的輸出連接1*N分束器的輸入端，1*N分束器的N路輸出分別連接波分復用器與隔離器模塊的公共端，每個波分復用器與隔離器模塊的透射端連接一個光纖傳聲器探頭形成一個通道，波分復用器與隔離器模塊的反射端連接N*1合束器的輸入端，N*1合束器的輸出連接邁克爾遜干涉儀；

泵浦源輸出的連續光經1*N分束器分成N路功率相等的連續光，波分復用器與隔離器模塊對輸入的連續光透傳，從透射端進入光纖傳聲器探頭中，

光纖傳聲器探頭將攜帶外界聲信號的反射光信號送入波分復用器與隔離器模塊，由波分復用器與隔離器模塊送入N*1合束器進行合束，

N*1合束器輸出的光信號經過邁克爾遜干涉儀后發生干涉，得到攜帶外界聲信號的載波信號進入密集波分復用器，由密集波分復用器輸出分離開的不同波長信息的載波信號，各載波信號送至光電探測器，光電探測器將各載波信號進行光電轉換，得到相應的電信號進入信號解調模塊；聲光移頻器驅動產生的同步電參考信號也進入到信號解調模塊，信號解調模塊根據從光電探測器輸出的電信號與聲光移頻器驅動輸出的同步電參考信號解調出外界聲信號。

2.根據權利要求1所述的一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統，其特征在于：邁克爾遜干涉儀包括耦合器、光纖環、第一聲光移頻器、第二聲光移頻器、第一法拉第旋轉反射鏡、第二法拉第旋轉反射鏡；

進入邁克爾遜干涉儀的光信號經過耦合器后分成兩路，一路光信號經過光纖環進行延時后經過第一聲光移頻器移頻，經過移頻后的光信號通過第一法拉第旋轉反射鏡進行反射，反射后的光信號再次經過第一聲光移頻器移頻后輸入到耦合器，另一路光信號直接經過第二聲光移頻器移頻后通過第二法拉第旋轉反射鏡進行反射，反射后的光信號再次經過第二聲光移頻器移頻后輸入到耦合器；在耦合器處，兩束不同頻率的光信號發生干涉，產生攜帶外界聲信號的載波信號。

3.根據權利要求2所述的一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統，其特征在于：邁克爾遜干涉儀的外部設有隔音隔振裝置，用于抑制光纖環隨外界振動導致的載波信號不穩定現象。

4.根據權利要求3所述的一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統，其特征在于：邁克爾遜干涉儀外部隔音隔振裝置上裝有溫控裝置，用于控制邁克爾遜干涉儀內部光纖環周圍的環境溫度，保證光纖環上的光纖溫度不超過預設的波動范圍，抑制由于邁克爾遜干涉儀周圍溫度變化引起的光纖傳聲器系統解調的聲信號漂移現象。

5.根據權利要求2所述的一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統，其特征在于：光纖傳聲器系統測量的最大聲壓為A，其中

式中，Δf為載波信號頻率，f_s為外界聲信號的頻率。

6.根據權利要求5所述的一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統，其特征在于：載波信號頻率Δf為：

Δf＝2(f₁-f₂)

其中，f₁為第一聲光移頻器的移頻頻率，f₂為第二聲光移頻器的移頻頻率。

7.根據權利要求5所述的一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統，其特征在于：光電探測器的帶寬至少是載波信號頻率的4倍。

8.根據權利要求2所述的一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統，其特征在于：通過控制聲光移頻器驅動的輸出頻率來分別改變第一聲光移頻器與第二聲光移頻器的移頻頻率，同時獲得頻率為載波信號頻率1/2的正弦或余弦同步電參考信號。

9.根據權利要求1所述的一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統，其特征在于：各光纖傳聲器探頭中心波長各不相同，采用并聯的連接方式形成空分復用陣列，從而構成多通道的超高聲壓噪聲測試系統。