[实用新型]光电混合阵列探测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于信号探测领域，具体讲，涉及光电混合阵列探测系统。

技术背景

阵列探测系统在地震勘探、工程勘探、岸基警戒、拖曳声呐等方面具有广泛的应用^[1-3]。阵列探测系统主要由探测缆段和数据记录中心两部分组成，而探测缆段又主要由信号采集模块和数据传输模块组成。传统的阵列探测系统主要分为两种，一种是全电缆阵列探测系统[4]，一种是全光缆阵列探测系统^[3,5]。全电缆阵列探测系统是指探测缆段内部全部采用电信号来传送信息，传输介质也全采用电线，且传感器一般为压电水听器；全光缆阵列探测系统是指探测缆段内部全部采用光信号来传送信息，传输介质也全为光纤，且传感器一般为光纤水听器。与压电水听器相比，光纤水听器具有自噪声小、灵敏度高、动态范围大、抗干扰能力强等优点^[6]，所以全电缆阵列探测系统获取的信号质量没有全光缆阵列探测系统的高。

然而，与电线相比，光纤传输介质具有如下缺点：易断裂且机械强度差，信号的分流与耦合困难，当光纤断裂时，需要专门的光纤融接机进行连接^[7-8]，光纤的融接过程比电线的焊接过程复杂，所以传输介质全为光纤的全光缆阵列探测系统在现场的使用过程中，容易损坏，可靠性不高。

[1]M.Lasky,Richard D.Doolittle,B.D.Simmons,et al.Recent progress in towed hydrophone array research[J].IEEE Journal of Oceanic Engineering,2004,29(2):374-387.

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[3]刘孟庵.拖曳线列阵声呐技术发展综述[J].声学与电子工程,2006,83(3):1-5.

[4]吴康.声纳拖曳阵缆采集传输技术研究[D].硕士学位论文,天津大学,2010.

[5]祝贞凤.基于光纤水听器阵列的高速时分复用系统研究[D].硕士学位论文，国防科技大学，2004

[6]张仁和,倪明.光纤水听器的原理与应用[J].物理,2004,33(7):503-507.

[7]王黎蒙.光纤损伤断裂特征分析[J].光通信研究,1994,72(4):30-38.

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发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型旨在，提供一种自噪声小、灵敏度高、动态范围大、抗干扰能力强的光电混合阵列探测系统。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是，光电混合阵列探测系统，包括：数据记录中心、数据传输模块、信号采集模块、光源模块、光电转换模块、光纤水听器、光纤，

数据记录中心一方面负责发送控制命令到各个数据传输模块中，另一方面负责接收各个数据传输模块传送来的探测数据，并将这些数据进行存储和相应处理；信号采集模块与数据传输模块之间通过RS485接口或SPI接口或电平匹配直连的方式进行数据通信；若干数据传输模块依次串接，从数据记录中心发出的控制命令依次转发到位于最末端的数据传输模块；

数据传输模块相对应的信号采集模块获取来自水听器的探测数据，然后再将这些探测数据进行相应的处理后传送到上一级数据传输模块；该数据传输模块同时还接收来自下一级数据传输模块转发过来的探测数据，然后将这些探测数据进行组装后，再次发送到上一级数据传输模块；

在信号采集模块中，信号解调模块具有信号解调与控制的作用，它一方面接收控制命令，并根据这些控制命令来改变信号采集模块的工作状态，它另一方面它接收来自于光电转换模块传来的探测数据并将这些探测数据上传到数据传输模块中，信号采集模块还对光源模块进行控制；

光源模块输出的光信号经过光分路器后，再分别传送到各个水听器中；

光源模块的输出端、光分路器的两边、各个水听器的两端、各个水听器与光电转换模块之间，信号的传输介质均为光纤；

光电转换模块负责将各个光纤水听器传来的光信号转换成相应的电信号；光源模块为各个水听器提供光能。