[发明专利]光纤光栅麦克风

说明书

本发明实施例提供一种光纤光栅麦克风，包括：主体筒、台阶、微透声孔、底盖、通孔、压环、膜片、顶盖、透声孔、光纤光栅、毛细管。多种结构的结合形成了一个位于光纤光栅麦克风内的空腔，在声学上，由毛细管和空腔组成的声学结构具有低通声滤波功能，较大的静压变化或准静态压强变化，可以通过毛细管传递到空腔中，而高频声波无法通过毛细管传递到空腔中，从而实现对静压和低频压强变化去敏，提高了光纤光栅麦克风的稳定性。

技术领域

本发明涉及光学元件领域，具体而言，涉及一种光纤光栅麦克风。

背景技术

光纤麦克风是利用光纤的传光特性以及声波对光纤中的光信号的种调制效应，探测声音信号的传感器。光纤传声器与传统电学传声器相比，在灵敏度、动态范围、环境适应能力、抗电磁干扰能力、可靠性等方面具有明显的优势，特别是光纤麦克风本质无源，可以在煤矿等防爆要求较高的场合应用，且光纤麦克风抗电磁干扰、耐腐蚀，在国防、军事应用领具有重要应用价值。

但是，传统的高灵敏度光纤麦克风的灵敏度达到-62dBre1nm/Pa，而其使用环境往往存在静压变化，例如我国中纬度地区气压日振幅为1～2.5百帕，在低纬地区为2.5～4百帕，而在西藏高原东部边缘的山谷中气压的日振幅有时可达6.5百帕，年变化可能达到几十百帕，对应光纤麦克风的波长变化可达几个nm，非常容易导致失效光纤麦克风采集到的信号失效。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光纤光栅麦克风，其能实现对静压和低频压强变化去敏，提高稳定性。

本发明的实施例是这样实现的：

一种光纤光栅麦克风，其包括：内壁设有台阶的主体筒、设置在靠近所述台阶一端的顶盖以及设置在所述主体筒另一端的底盖，所述台阶与所述主体筒的内壁形成微透声孔，在所述微透声孔内设置有毛细管，所述顶盖上开设透声孔，在所述顶盖与所述台阶之间依次紧密设置有膜片、压环，所述压环与所述主体筒以及所述底盖之间围成空腔，所述底盖上设置有通孔，在所述空腔内设置有光纤光栅，所述光纤光栅的一端穿过所述压环与所述膜片连接，另一端穿过所述通孔与所述底盖连接，所述毛细管一端与外界连通，另一端与所述空腔连通。

在本发明较佳的实施例中，所述光纤光栅麦克风还包括开设有多个微孔的微孔板，所述微孔板设置在所述压环远离所述膜片的一侧，所述微孔板与所述主体筒以及所述底盖之间围成空腔，所述光纤光栅的一端穿过一个所述微孔与所述膜片连接。

在本发明较佳的实施例中，所述微孔的直径大于光纤外径。

在本发明较佳的实施例中，所述微孔的直径为0.15毫米。

在本发明较佳的实施例中，所述压环的厚度为0.1－0.5毫米。

在本发明较佳的实施例中，所述台阶的数量为两个，其中一个所述台阶与所述主体筒的内壁形成微透声孔，另一个所述台阶与所述主体筒的内壁紧密贴合。

在本发明较佳的实施例中，所述光纤光栅具有初始拉应力，使得所述光纤光栅保持拉直状态。

在本发明较佳的实施例中，所述初始拉应力在0.1牛顿－1牛顿之间。

在本发明较佳的实施例中，所述光纤光栅为光纤布拉格光栅、相移光栅、长周期光栅、光纤激光器、光纤F－P腔中的任意一种。

在本发明较佳的实施例中，所述毛细管由玻璃材质制成。