[发明专利]一种高灵敏度光纤地听器

说明书

本发明提出了一种高灵敏度光纤地听器，属于光纤传感技术领域，包括质量块、耦合器、第一弹性体、第二弹性体、第一组缠绕光纤、第二组缠绕光纤、第一法拉第旋光镜、第二法拉第旋光镜、第一端盖、第二端盖、尖端机米螺丝、外壳、外壳底盖，地桩；本发明具有以下优点：该高灵敏度光纤地听器的质量块由高密度钨镍铁合金制成，相对于常规光纤地听器采用的铜质量块可以在同等体积将灵敏度提升一倍以上；针对安防的应用场景，该光纤地听器具有良好的探测性能。

技术领域

本发明提出了一种高灵敏度光纤地听器，属于光纤传感技术领域。

背景技术

随着光导纤维和光纤通信技术的不断成熟，光纤地听器的应用得到了快速发展。基于光纤传感技术的周界安防系统在安防领域逐渐被人们重视。与传统的红外对射、电子围栏等传感手段相比，光纤地听器具有其独特的优势，其可以监控一个近圆形区间，如图1所示近圆形区域为地听器监控区间，并且相位型光纤传感系统还具有隐蔽性高，抗电子干扰能力强，灵敏度高等优点。本发明描述的光纤地听器传感轴为竖直方向，针对周界安防的应用场景，该高灵敏度光纤地听器的质量块由高密度钨镍铁合金(19g/cm³)制成，相对于常规光纤地听器采用的铜(8.96g/cm³)质量块可以在同等体积将灵敏度提升一倍以上。

光纤地听器传感阵列或传感网络一般需要在野外环境下进行敷设布放，其布放的位置施工环境恶劣，工程实施中的人员成本较高，但是部署过程中要求土层与地听器地桩连接紧密，现有安装光纤地听器的方法为人员手动压入，因为需要保证地听器的埋设深度，但手动压入费时费力，如果土层下方有碎石压入就会更加困难，且很难保证地听器与土壤的稳定耦合，直接影响地听器阵列的探测性能。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种高灵敏度光纤地听器，高灵敏度光纤地听器为周界安防装使用的光纤振动传感器，光纤地听器在极大地提高其灵敏度的同时降低其体积，其特点在于采用了高密度的钨镍铁合金代替通用的铜或钢。并且采用了更为合理的布局，在工艺上提高了部件间接触的平整和光隙，获得了较小的体积，具有较高的灵敏度和较宽的通频带。

本发明采用的技术方案为：一种高灵敏度光纤地听器，包括：质量块、耦合器、第一弹性体、第二弹性体、第一传感光纤、第二传感光纤、第一法拉第旋光镜、第二法拉第旋光镜、第一端盖、第二端盖、尖端机米螺丝、外壳、外壳底盖，地桩。

第一弹性体、第二弹性体、质量块、第一端盖、第二端盖形成光纤地听器核心增敏结构，用于光纤地听器增敏。

光纤耦合器、第一传感光纤、第二传感光纤、第一法拉第旋光镜、第二法拉第旋光镜组成光纤迈克尔逊干涉仪，用于生成携带振动信息的干涉光信号。

第一弹性体和第二弹性体分别位于质量块的上下两个面，第一传感光纤一端连接耦合器的一个输出端口，中间缠绕在第一弹性体上，另一端连接第一法拉第旋光镜，第二传感光纤一端连接耦合器的一个输出端口，中间缠绕在第二弹性体上，另一端连接第二法拉第旋光镜；第一端盖和第二端盖分别位于第一弹性体和第二弹性体远离质量块的一侧；第二端盖与外壳顶部直接接触，使用胶水连接，尖端机米螺丝与第一端盖配合，用于对弹性体和质量块定位与紧固，质量块中心开设的小孔用于安放光纤耦合器。

外壳和外壳底盖用于将整个装置密闭，保护内部结构；地桩与外壳底盖连接，用于将地面振动信息耦合至光纤地听器。

进一步地，所述质量块采用高密度钨镍铁合金制成，密度为19g/cm³。

进一步地，所有光纤地听器的缝隙均涂装水密胶以防止野外布放过程中地听器内部渗水。

进一步地，所述高灵敏度光纤地听器还具有锤击工装，所述锤击工装底部中空用以容纳地听器，锤击工装底部有开槽用以安放出纤口，底部开口的内圆大于地桩的顶部外圆。使用锤子锤击锤击工装顶部即可保证地听器底部地桩与土壤稳定耦合，同时在安装过程中不会对地听器造成损伤。