[发明专利]一种深海用光纤水听器

说明书

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，涉及一种深海用光纤水听器。

背景技术

光纤水听器是一种建立在光纤传感和光电子技术基础上的水下声信号探测器。它通过高灵敏度的光纤相干检测技术，将水声信号转换成光信号，并通过光纤传至信号处理系统提取出声信号信息。光纤水听器的研究虽然取得了相当大的进步，但是在工程实现和装备化方面还面临着诸多挑战，是各国竞相发展的重点方向。

现在的干涉型光纤水听器技术最为成熟，其基本原理为：由激光器发出的激光经光纤耦合器分为两路，一路构成光纤干涉仪的传感臂，接受声波的调制；另一路则构成参考臂，不接受声波的调制，或者接受声波调制与传感臂的调制相反，接受声波调制的光信号经后端反射膜反射后返回光纤耦合器，发生干涉，干涉的光信号经光电探测器转换为电信号，由信号处理就可以获取声波的信息。

就现阶段的相关技术而言，进行深海用的光纤水听器研究，普遍采用的方式是通过增加厚度来增加其耐压值，但是增加厚度的同时，其灵敏度又有一定的损失，如果仅仅是增加厚度，在做到足够深的情况下，其灵敏度是不能满足实际应用的需求的，本发明提出了一种深海用的光纤水听器结构。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种灵敏度高、能应用于深海的光纤水听器。

其技术方案如下：

一种深海用光纤水听器，包括内套筒1和外套筒2，一根光纤缠绕于内套筒1上，另一根光纤缠绕于外套筒2上，在声场中受声压变化使缠绕于外筒上的光纤被压缩，而缠绕于内筒上的光纤被拉长，形成推挽式结构，来提高光纤水听器的灵敏度；所述内套筒1和外套筒2上均等间隔设有凹槽3和凸起骨架4，光纤均匀缠绕在内套筒1和外套筒2的凹槽3处，通过增加凸起骨架的数量来提高光纤水听器耐静水压能力。

进一步，所述内套筒1和外套筒2在两端通过密封材料密封。

进一步，所述外套筒2的一端设有光纤进出口5。

进一步，所述凸起骨架4上面刻有正向螺旋槽和反向螺旋槽。

进一步，所述内套筒1和外套筒2之间由空气填充，形成空气腔6。

本发明所述深海用光纤水听器的优化方法：

内套筒1的厚度和外套筒2的厚度，主要由水听器使用深度决定，根据水深的要求相应地增加其厚度。在灵敏度达到要求时、内套筒1和外套筒2的厚度一定的情形下，通过增加单位长度凸起骨架4的数量实现耐高静水压，相应地表现为凹槽3的长度变小，数量增加，最大工作水深增加；

在最大工作水深达到要求、凸起骨架4数量一定的情形下，通过适当减小外套筒2的厚度实现水听器的灵敏度提高；

通过减少缠绕于内套筒1和外套筒2的光纤芯径的大小，可以增加缠绕光纤长度，进一步提高光纤水听器灵敏度。

本发明的有益效果：

本发明所述的光纤水听器采用了一种新型的结构，通过在传感器外壁架设多个骨架来增加其耐压程度，这样就可以大大减小传感器外壁的厚度，通过这种方式，可以明显的提高其灵敏度，满足实际应用的需求。同时，每个凸起骨架上都会刻制一定数量的正向螺旋槽和反向螺旋槽作为绕线槽，光纤通过绕线槽走线，保护了光纤，减少了光纤断裂的风险。

附图说明

图1为本发明深海用光纤水听器的整体立体结构示意图；

图2为本发明深海用光纤水听器的整体侧面结构示意图；

图3为本发明深海用光纤水听器的外套筒结构示意图，其中，图3A为外套筒的侧面结构示意图，图3B为图3A的A-A剖视图；

图4为本发明深海用光纤水听器的内套筒结构示意图，其中，图4A为内套筒的侧面结构示意图，图4B为图4A的A-A剖视图；

图5为本发明深海用光纤水听器的一种应用方式的纵向截面图；

图6为本发明深海用光纤水听器的横向截面图；

图7为图2的正向螺旋槽和反向螺旋槽的局部放大图；

图8为内套筒和外套筒之间的空气腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

参照图1-图6，一种深海用光纤水听器，包括内套筒1和外套筒2，一根光纤缠绕于内套筒1上，另一根光纤缠绕于外套筒2上，在声场中受声压变化使缠绕于外筒上的光纤被压缩，而缠绕于内筒上的光纤被拉长，形成推挽式结构，来提高光纤水听器的灵敏度；所述内套筒1和外套筒2上均等间隔设有凹槽3和凸起骨架4，光纤均匀缠绕在内套筒1和外套筒2的凹槽3处。

所述内套筒1和外套筒2在两端通过密封材料密封。