[發(fā)明專利]一種基于推挽結(jié)構(gòu)的光纖水聽器

在審

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• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113295260A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔洪亮;楊悅;常天英;羅政純;張耀魯;于淼;吳崇堅;程立耀
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海任馳光電科技有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

本發(fā)明提供了一種基于推挽結(jié)構(gòu)的光纖水聽器，包括依次連接的窄線寬激光器、光纖隔離器、光纖環(huán)形器、光衰減器、光電探測器和信號處理及顯示模塊，所述光纖環(huán)形器的一輸出口與光纖水聽傳感探頭連接，光纖環(huán)形器的另一輸出口與光衰減器連接；光纖水聽傳感探頭包括內(nèi)薄壁彈性筒、外薄壁彈性筒、上端蓋、下端蓋和蓋板；纏繞內(nèi)光纖圈的內(nèi)薄壁彈性筒嵌套在纏繞外光纖圈的外薄壁彈性筒內(nèi)時，兩個薄壁彈性筒之間形成空氣腔；內(nèi)光纖圈的一端連接第二法拉第旋鏡，另一端連接耦合器的第一輸入端；外光纖圈的一端連接第一法拉第旋鏡，另一端連接耦合器的第二輸入端；耦合器的輸出端連接光纖環(huán)形器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖傳感以及水下聲信號探測領(lǐng)域，具體涉及一種基于推挽結(jié)構(gòu)的雙倍靈敏度、低噪聲干涉型光纖水聽器。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

聲波是海洋中唯一能夠遠距離傳播的能量形式，低頻的聲波傳輸距離甚至可以達數(shù)千公里，目前對水下目標進行探測和識別分析的主要技術(shù)手段仍然是對水下聲信號的探測。光纖水聽器相比于傳統(tǒng)的壓電式水聽器，憑借其靈敏度高、不受電磁干擾、動態(tài)范圍大、易于復(fù)用等諸多優(yōu)點，已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的壓電式水聽器的位置，成為目前主流的水下聲信號探測的技術(shù)。光纖水聽器的技術(shù)方案主要有光纖光柵型、光纖激光型、光纖法布里伯羅型、光纖干涉型，其中干涉型的光纖水聽器技術(shù)最為成熟，應(yīng)用最為廣泛，是目前的主流光纖水聽器類型。近年來人們發(fā)明了多種結(jié)構(gòu)的光纖干涉式水聽器來提高光纖水聽器的性能以滿足不同背景下的需要。

中國專利：CN111256807 B公開了一種基于折疊空氣腔的小尺寸干涉型光纖水聽器，該光纖水聽器包括四個可嵌套安裝的薄壁空心筒以及光纖干涉儀，雖然靈敏度得到提高，結(jié)構(gòu)緊湊，但制作工藝復(fù)雜，而且干涉儀沒有固定，會影響探測結(jié)果的穩(wěn)定性。

中國專利：CN112649839 A公開了一種推挽式光纖水聽器，利用金屬件和彈性體作為敏感元件構(gòu)成推挽式結(jié)構(gòu)，但由于兩個敏感元件性能相差較大，靈敏度提高較小，而且該結(jié)構(gòu)主要用于解決光纖水聽器在海底長期工作環(huán)境下的不可靠漏水問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種基于推挽結(jié)構(gòu)的光纖水聽器，本發(fā)明采用推挽式結(jié)構(gòu)，制作工藝簡單，水聽器靈敏度達到雙倍的同時消除了溫度變化對水聽器的影響，抑制了共模噪聲，另外水聽器兩個傳感臂之間達到靜水壓力平衡，適合應(yīng)用于深海環(huán)境。

根據(jù)一些實施例，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于推挽結(jié)構(gòu)的光纖水聽器，包括依次連接的窄線寬激光器、光纖隔離器、光纖環(huán)形器、光衰減器、光電探測器和信號處理及顯示模塊，所述光纖環(huán)形器的一輸出口與光纖水聽傳感探頭連接，光纖環(huán)形器的另一輸出口與光衰減器連接；

光纖水聽傳感探頭包括內(nèi)薄壁彈性筒、外薄壁彈性筒、上端蓋、下端蓋和蓋板；纏繞內(nèi)光纖圈的內(nèi)薄壁彈性筒嵌套在纏繞外光纖圈的外薄壁彈性筒內(nèi)時，兩個薄壁彈性筒之間形成空氣腔；內(nèi)光纖圈的一端連接第二法拉第旋鏡，另一端連接耦合器的第一輸入端；外光纖圈的一端連接第一法拉第旋鏡，另一端連接耦合器的第二輸入端；耦合器的輸出端連接光纖環(huán)形器；上端蓋和下端蓋將內(nèi)薄壁彈性筒和外薄壁彈性筒圍成兩端開口的結(jié)構(gòu)后，通過蓋板將下端口封閉，只保留上端口開啟。

進一步的，所述下端蓋與蓋板之間設(shè)有凹槽，用于放置耦合器。

進一步的，蓋板和下端蓋上有光纖過孔，外光纖圈的尾纖和內(nèi)光纖圈的尾纖穿過下端蓋上的光纖過孔后接入到耦合器的兩個輸入端，耦合器輸出端的光纖通過蓋板上的光纖過孔伸向外部。

進一步的，纏繞內(nèi)光纖圈的內(nèi)薄壁彈性筒和纏繞外光纖圈的外薄壁彈性筒上均設(shè)有光纖保護層。

進一步的，所述上端蓋為中間空心的圓環(huán)形狀，中間空心圓的直徑與內(nèi)薄壁彈性筒的內(nèi)徑相同，上端蓋一面平整，另一面設(shè)有環(huán)形的凸臺，環(huán)形凸臺的內(nèi)徑與內(nèi)薄壁彈性筒的外徑相同，環(huán)形凸臺的外徑與外薄壁彈性筒的內(nèi)徑相同。