[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

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*8分束器、波分復用器與隔離器模塊、光纖傳聲器探頭、8*1合束器、邁克爾遜干涉儀、密集波分復用器、聲光移頻器驅動、光電探測器及信號解調模塊；泵浦源輸出的光通過波分復用器與隔離器模塊后輸入到光纖傳聲器探頭中，光纖傳聲器探頭受到激勵后輸出的光經過邁克爾遜干涉儀后發生干涉，得到攜帶有外界聲信號的載波信號，通過運用聲光移頻器提高了系統載波信號的頻率，大大增加了光纖傳聲器系統測量最大聲壓范圍上限，從而滿足測量大幅度信號的需求，實現超高聲壓噪聲測試。

技術領域

本發明屬于傳感器領域，涉及一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統。

背景技術

火箭發動機、航空渦扇發動機、民航發動機等在軍用和民用航天航空領域有著廣泛的用途，噪聲問題已經成為制約發動機發展的一大難題。聲振環境直接影響到產品的正常工作及系統的可靠性，在新型運載火箭發動機、渦扇發動機的研制過程中，必須對其可能產生的聲振環境載荷譜進行預估，這是發動機產品聲振環境鑒定試驗的前提，準確測量出發動機噪聲特性具有十分重要的意義。

聲陣列中感知外界超高壓噪聲信號的傳聲器通常采用壓電式噪聲傳感器、電容式噪聲傳感器、駐極體式噪聲傳感器等，其中壓電式噪聲傳感器缺點是體積大，要求有很高的電輸出阻抗，需用低電容值的低噪聲電纜；電容式噪聲傳感器在工作頻率上能夠滿足指標要求，但不易達到測量范圍；駐極體式噪聲傳感器測量范圍無法滿足使用要求，因此需要開展具有大測量范圍、體積小、寬頻傳聲器的研究工作。

采用聲陣列技術進行大推力動力裝置噪聲測試研究時，聲傳感器容易受到發動機振動、噪聲源以及電磁干擾等不利條件的影響，電子類器件存在失效或異常的可能性；大推力動力裝置在海洋發射環境中(如海上發射平臺以及海南發射基地等)的鹽霧以及腐蝕條件同樣會引起電子器件失效或損壞，因此亟需開展不受電磁干擾、抗振動、防鹽霧、耐腐蝕的光纖傳聲器的研究。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：

一種發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統，包括包括泵浦源、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；

泵浦源輸出連續光送至1*N分束器的輸入端，1*N分束器將連續光分成N路功率相等的連續光，這N路連續光分別進入波分復用器與隔離器模塊的公共端，波分復用器與隔離器模塊對連續光透傳，從透射端進入光纖傳聲器探頭中，光纖傳聲器探頭受連續光激勵后產生反射光信號；當有外界聲信號時，外界聲信號對光纖傳聲器探頭反射的連續光能夠進行波長調制，使得光纖傳聲器探頭輸出的反射光信號攜帶有外界聲信號，并再次通過波分復用器與隔離器模塊后從其反射端進入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中，在密集波分復用器的輸出端得到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，光電探測器將攜帶外界聲信號的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。

優選的，上述發動機用超高聲壓噪聲測試光纖傳聲器系統，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；