[發明專利]一種便攜式光轉電集成光纖水聽器及其測試系統

在審

• 申請號: 202110431009.8
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113124992A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 柳祚前;黃德翼;梁迅;王琴;朱岳衡;楊子軍;馮蕾;唐宇;杜文浩;傅波
• 申請（專利權）人: 長沙軍民先進技術研究有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 長沙市護航專利代理事務所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

1.一種便攜式光轉電集成光纖水聽器，其特征在于，包括可調制窄線寬光源、光纖水聽器、光電探測器、傳輸線纜、母頭電源接口和兩個BNC接口，可調制窄線寬光源、光纖水聽器和光電探測器密封封裝，傳輸線纜包括第一信號傳輸纜、第二信號傳輸纜和電源線纜，可調制窄線寬光源的光纖輸出端和光纖水聽器的光纖輸入端連接，光纖水聽器的光纖輸出端和光電探測器的光纖輸入端連接，光電探測器的輸出端連接到第一信號傳輸纜的一端，第一信號傳輸纜的另一端和其中之一BNC接口進行連接，可調制窄線寬光源的調制接口和第二信號傳輸纜的一端連接，第二信號傳輸纜的另一端和其中之二BNC接口連接，可調制窄線寬光源以及光電探測器的電源供電管腳與電源線纜的一端連接，電源線纜的另一端與母頭電源接口連接。

2.根據權利要求1所述的便攜式光轉電集成光纖水聽器，其特征在于，所述光纖水聽器為基于邁克遜干涉原理研制的高靈敏度芯軸型光纖水聽器，包括內筒、外筒、參考臂光纖、傳感臂光纖、彈性體、光纖和空氣腔，所述內筒和外筒同軸設置，且內筒置于外筒內部，所述外筒上設置有支撐剛體，支撐剛體用于外部封裝支撐受力，所述參考臂光纖繞設于內筒上，所述傳感臂光纖繞設外筒上，所述彈性體套設在內筒內，所述光纖繞設于彈性體上，所述彈性體的內層是空氣，所述空氣腔開設于所述外筒上。

3.根據權利要求1所述的便攜式光轉電集成光纖水聽器，其特征在于，還包括設置于傳輸線纜與光電探測器之間的功放，光電探測器的輸出端與功放的輸入端連接，功放的輸出端與第一信號傳輸纜的一端連接。

4.根據權利要求1所述的便攜式光轉電集成光纖水聽器，其特征在于，光纖水聽器采用透聲橡膠進行封裝；光電探測器和可調制窄線寬光源整體采用不銹鋼進行封裝。

5.根據權利要求4所述的便攜式光轉電集成光纖水聽器，其特征在于，還包括密封裝置，光纖水聽器采用透聲橡膠封裝后置于密封裝置內，光電探測器和可調制窄線寬光源整體采用不銹鋼封裝后置于密封裝置內。

6.根據權利要求3所述的便攜式光轉電集成光纖水聽器，其特征在于，所述功放與光電探測器和可調制窄線寬光源整體采用不銹鋼進行封裝。

7.根據權利要求3所述的便攜式光轉電集成光纖水聽器，其特征在于，所述可調制窄線寬光源選用10dBm，線寬為3kHz的蝶形光源；和/或功放型號為AD8021；和/或光電探測器帶寬為32MHz@3dB，電壓響應度為130kV/W，尺寸大小為13*7.8mm。

8.根據權利要求5所述的便攜式光轉電集成光纖水聽器，其特征在于，所述便攜式光轉電集成光纖水聽器通過以下步驟制作：

步驟1：將可調制窄線寬光源的光纖輸出端和光纖水聽器的光纖輸入端進行連接；

步驟2：將光纖水聽器的光纖輸出端和光電探測器光纖輸入端進行連接；

步驟3：將功放和光電探測器信號輸出端進行連接；

步驟4：將光電探測器的輸出端與功放的輸入端連接，將功放的輸出端連接到第一信號傳輸纜的一端，第一信號傳輸纜的另一端和其中之一BNC接口進行連接；

步驟5：將可調制窄線寬光源的調制接口和第二信號傳輸纜的的一端進行連接，第二信號傳輸纜的另一端和其中之二BNC接口進行連接；

步驟6：將可調制窄線寬光源、功放、光電探測器的電源供電管腳通過傳輸線纜中的電源線纜進行連接，傳輸線纜中的電源線纜的另一端與母頭電源接口進行連接；

步驟7：將可調制窄線寬光源、光纖水聽器、光電探測器、功放進行透聲性、防水性密封封裝。

9.一種便攜式光轉電集成光纖水聽器測試系統，其特征在于，包括計算機、采集卡以及權利要求1-8中任一項所述的便攜式光轉電集成光纖水聽器，光纖水聽器通過母頭電源接口與外部電源連接，兩個BNC接頭連接到采集卡上，采集卡和計算機連接。

10.根據權利要求9所述的便攜式光轉電集成光纖水聽器測試系統，其特征在于，所述計算機通過PGC算法直接調頻，間接調相，實現便攜式光轉電集成光纖水聽器的標定測試，具體過程如下：

首先，在PGC算法中通過相干解調法或帶通濾波法提取出一對正交項，即分離出一對奇次頻和偶次頻；

其次，在上述一對正交項中通過微分交叉相乘或反正切法線性地提取出待測相位來，實現便攜式光轉電集成光纖水聽器的標定測試。