[發(fā)明專(zhuān)利]一種采用錐臺(tái)膜片和抗拉涂層的光纖光柵水聽(tīng)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210189531.4
• 申請(qǐng)日: 2022-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114623914A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐敬;王仁明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01H9/00
• 分類(lèi)號(hào): G01H9/00;G02B6/02
• 代理公司: 杭州新澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33311
• 代理人: 劉巡

本發(fā)明涉及一種采用錐臺(tái)膜片和抗拉涂層的光纖光柵水聽(tīng)器，屬于光纖水聽(tīng)器技術(shù)領(lǐng)域。支撐圓筒外側(cè)套有透聲橡膠套，支撐圓筒兩側(cè)分別固接左外殼和右外殼，支撐圓筒內(nèi)部對(duì)稱(chēng)固定安裝左錐臺(tái)形膜片和右錐臺(tái)形膜片，膜片上安裝有左銅片和右銅片用于固定光纖光柵，光纖上的柵區(qū)兩側(cè)分別涂有左抗拉涂層和右抗拉涂層，光纖光柵穿過(guò)水聽(tīng)器中軸線上的孔。優(yōu)點(diǎn)是：利用膜片將聲壓造成的油腔體積變化轉(zhuǎn)化為光纖光柵的長(zhǎng)度變化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；利用抗拉涂層，使光纖光柵上的變形集中在柵區(qū)，達(dá)到增敏的目的；采用錐臺(tái)形膜片與支撐圓筒固定的結(jié)構(gòu)，使水聽(tīng)器更加穩(wěn)定可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖水聽(tīng)器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用錐臺(tái)膜片和抗拉涂層的光纖光柵水聽(tīng)器。

背景技術(shù)

聲波是當(dāng)前人類(lèi)已知的唯一能夠在海水中進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪芰啃问健Ｋ?tīng)器是一類(lèi)用來(lái)對(duì)水下聲波進(jìn)行探測(cè)以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、測(cè)量和通信的傳感器。傳統(tǒng)的水聽(tīng)器根據(jù)探測(cè)水聲信號(hào)原理的不同，可以分為電動(dòng)式、電容式、壓電式等。

近年來(lái)，隨著光纖光源、光纖光譜儀和光纖光柵加工技術(shù)的迅猛發(fā)展，具有高性能、小型化、高穩(wěn)定性的光纖光柵水聽(tīng)器逐漸稱(chēng)為新一代水聲探測(cè)傳感器。以光纖光柵作為傳感源的光纖光柵水聽(tīng)器在國(guó)防、軍事、探測(cè)等應(yīng)用領(lǐng)域得到國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)、學(xué)者的廣泛關(guān)注，相關(guān)技術(shù)得到了空前的發(fā)展。光纖光柵水聽(tīng)器相較于其他類(lèi)型水聽(tīng)器，具有低噪聲、高靈敏度、大動(dòng)態(tài)范圍、可靠性極佳等優(yōu)勢(shì)，以封裝后的光纖作為連接件，十分適合組成大規(guī)模的水聽(tīng)器陣列，光纖水聽(tīng)器已經(jīng)被許多國(guó)家作為重點(diǎn)研發(fā)投入的國(guó)防技術(shù)設(shè)備。

光纖光柵傳感器是利用光纖的光波導(dǎo)特性和光柵反射特定波長(zhǎng)且具有感知環(huán)境中特定參數(shù)的調(diào)制效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感功能的，光纖光柵水聽(tīng)器利用光纖光柵的傳感器特性來(lái)獲取水下的壓力和聲音信號(hào)。相較于傳統(tǒng)的壓電式水聽(tīng)器，光纖式水聽(tīng)器主要具有以下優(yōu)勢(shì)：寬頻帶、高靈敏度、無(wú)電磁干擾、小質(zhì)量、小體積和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)合光纖光源和光纖光譜儀，可集成化和產(chǎn)品化，具有極大的應(yīng)用前景。

目前，提升光纖光柵水聽(tīng)器壓力靈敏度、采用濾波結(jié)構(gòu)約束光纖光柵水聽(tīng)器工作頻率范圍、改善結(jié)構(gòu)以適應(yīng)特定的應(yīng)用場(chǎng)合是現(xiàn)階段光纖光柵水聽(tīng)器的發(fā)展方向。如何解決加速度響應(yīng)大、低頻段噪聲高是目前光纖水聽(tīng)器存在的重要技術(shù)問(wèn)題，還有待進(jìn)一步摸索和提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：通過(guò)引入錐臺(tái)形膜片和膜片與主體結(jié)構(gòu)固接的方式來(lái)增加光纖光柵水聽(tīng)器工作時(shí)的可靠性和穩(wěn)定性，增加抗拉涂層結(jié)構(gòu)，增加光纖光柵水聽(tīng)器對(duì)聲壓的敏感程度。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

支撐圓筒(9)外側(cè)套有透聲橡膠套(3)，支撐圓筒(9)兩側(cè)分別固接左外殼(1)和右外殼(5)，支撐圓筒(9)內(nèi)部對(duì)稱(chēng)固定安裝左錐臺(tái)形膜片(201)和右錐臺(tái)形膜片(401)，膜片上安裝有左銅片(202)和右銅片(402)用于固定光纖光柵(7)，光纖上的柵區(qū)兩側(cè)分別涂有左抗拉涂層(8)和右抗拉涂層(6)，光纖光柵(7)穿過(guò)水聽(tīng)器中軸線上的孔；光纖光柵(7)與水聽(tīng)器接觸位置的縫隙中均填充密封材料；左外殼(1)與支撐圓筒(9)和左錐臺(tái)形膜片(201)形成密閉空腔；右外殼(5)與支撐圓筒(9)和右錐臺(tái)形膜片(401)形成密閉空腔；左錐臺(tái)形膜片(201)、右錐臺(tái)形膜片(401)、支撐圓筒(9)與透聲橡膠套(3)形成油腔，內(nèi)部注滿油；支撐圓筒(9)中部上下兩側(cè)有孔，用于傳遞水中的聲壓。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：利用膜片將聲壓造成的油腔體積變化轉(zhuǎn)化為光纖光柵的長(zhǎng)度變化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；利用抗拉涂層，使光纖光柵上的變形集中在柵區(qū)，達(dá)到增敏的目的；采用錐臺(tái)形膜片與支撐圓筒固定的結(jié)構(gòu)，使水聽(tīng)器更加穩(wěn)定可靠。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的中軸線側(cè)剖視圖。

具體實(shí)施方式