[实用新型]一种高灵敏度光纤水听器

说明书

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，涉及一种高灵敏度光纤水听器。

背景技术

水听器主要用于供反潜和水下探声，是现代海军反潜战及水下兵器试验的先进检测手段，同时也用于海洋声学环境中声传播、噪声、混响、海底声学特性、目标声学特性等的监测。

光纤水听器是利用光纤的传光特性以及它与周围液体环境中的声波相互作用产生的种种调制效应，探测液体介质中的声波信号的仪器。它与传统的压电类水听器相比，有以下主要优势：频带宽、声压灵敏度高、不受电磁干扰、重量轻、可设计成任意形状，以及兼具信息传感及光信息传输于一身等优点。

从声传感基本原理来分，光纤水听器可分为强度、偏振和干涉型三种类型。其中强度和偏振型由于不适合组成传感器阵列原因，其相关研究很少，因此干涉型传感探头的设计方案成为主要研究方向。如何进一步提高光纤水听器的灵敏度，也成为了人们研究的热点问题。

另外，现有光纤水听器会随着温度变化产生漂移，造成温度对声音测量的干扰；光纤水听器受液体压力影响大，寿命很短，这些都大大限制了光纤水听器的应用。

发明内容

本发明之目的：本发明之目的是针对现有光纤水听器的不足，提出了一种高灵敏度光纤水听器。

为了实现上述本发明目的，拟采用以下技术：

一种高灵敏度光纤水听器，耦合器的一端连接宽带光源和光谱仪，耦合器的另一端连接偏振控制器和光纤首端，偏振控制器和光纤尾端连接。光纤内耦合光子晶体光纤传感头，光子晶体光纤传感头两端和活塞一侧固定连接，活塞另一侧和中心小周边大的倒锥形液体室相连，两个活塞间填充有阻尼液。

本发明的最大特点：

本发明中采用对温度不敏感的光子晶体光纤，安全可靠，解决了温度和对加速度传感器的干扰；采用中心小周边大的倒锥形液体室内，能有效地接收液体内的声音信号，提高灵敏度；箱体内充满阻尼液防止光纤水听器在工作时因为振幅过大而导致的传感器部件损坏，延长了光纤水听器的使用寿命。本发明精度高、对温度不敏感、可靠性好、绝缘性好、抗电磁干扰、响应快、体积小、结构简单、成本低，因此增强了光纤水听器的实用性。

附图说明

图示意了本发明的结构。

1：宽带光源；2：耦合器；3：光谱仪；4：偏振控制器；5：光纤；6：光子晶体光纤传感头；7：活塞；8：液体室；9：阻尼液。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

如附图所示，耦合器2的一端连接宽带光源1和光谱仪3，耦合器2的另一端连接偏振控制器4和光纤5首端，偏振控制器4和光纤5尾端连接。光纤5内耦合光子晶体光纤传感头6，光子晶体光纤传感头6两端和活塞7一侧固定连接，活塞7另一侧和中心小，周边大的倒锥形液体室8相连，两个活塞7间填充有阻尼液9。

当该水听器置于液体中时，液体进入液体室8，并作用于活塞，从而使活塞7产生位移。由于活塞7和光子晶体光纤传感头6固定连接，从而带动光子晶体光纤传感头6产生形变。两束光经过光子晶体光纤传感头6后产生相位延迟δ，当它们重新入射耦合器2时发生相干，在FLM透射谱上表现为梳状滤波的特性，从而引起FLM谐振波谷的移动。