[发明专利]一种光纤水听器应变分布自动测试及分析方法

说明书

本公开提供了一种光纤水听器应变分布自动测试及分析方法，包括以下步骤：获取各个光开关通道中光纤水听器长干涉臂长度、光纤水听器短干涉臂长度和传输部分光纤长度；初始化光开关通道计数变量，远程设置光纤应变分布测试仪的参数；对光纤水听器应变分布测试，得到应变分布测试数据；对应变分布测试数据中的原始布里渊分布数据快速分析，得到应变数据总光纤长度、干涉臂反射镜位置和长干涉臂反射镜位置；判断规则，满足判断规则时直接进如下一步；分析原始布里渊分布数据和原始应变数据，得到长干涉臂应变数据和短干涉臂应变数据；判断当前光开关通道计数变量是否不小于光开光通道数，若是则直接输出全部通道长干涉臂应变数据和短干涉臂应变数据。

技术领域

本公开属于水声探测技术领域，具体涉及一种光纤水听器应变分布自动测试及分析方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

我国领海面积广阔，海洋资源丰富，光纤水听器作为近年来发展的新型水声探测技术，对维护海洋安全，有着重要的意义。光纤水听器相比传统压电水听器，具有灵敏度高、湿端全光、稳定性和频响特性好、耐静水压、抗腐蚀、传输距离远、易于大规模复用等优点。其传感原理是利用声波调制光纤中光波的强度、偏振态、相位等参量来获取声波的频率、强度等信息。相位干涉型光纤水听器是目前技术最成熟，国内外研究最多的水听器类型。迈克尔逊干涉型光纤水听器将水声信号转换为光信号的相位变化，通过光学相干检测技术和信号处理系统，从光信号的相位变化中提取水声信息，具有灵敏度高、便于复用等优点。

光纤水听器需要在恶劣的海洋环境中长期高可靠的工作，这对光纤水听器制造工艺提出了较高的要求。其中，光纤线圈是光纤水听器中的关键器件之一，当光纤水听器受到外界声压扰动时，光纤线圈会产生形变，从而对光纤中光波的强度、偏振态、频率或相位进行调制，然后通过水听器后端采用相应的信号解调方法对探测信号进行解调，从而获取外界声场信息。因此，光纤线圈的性能将直接影响光纤水听器的光学与声学性能及长期可靠性。

光纤线圈绕制工艺是指按照一定的绕制方法把光纤缠绕在弹性体上而制得光纤线圈，在绕制光纤线圈时绕制张力是重要的工艺参数，通常根据所绕光纤和弹性体材料的性能参数、光纤水听器的工作水深静水压等因素确定绕制张力。在光纤线圈的绕制工艺改进过程、光纤水听器的研制过程及检验过程中，能够准确的测得光纤线圈的绕制张力对其绕制工艺改进、光纤线圈研制及检验显得尤为重要。

据发明人了解，目前主要采用光纤应变分布测试仪测试光纤线圈所受的应变分布状态，但是由于光纤线圈是利用迈克尔逊光纤水听器的两条干涉臂进行缠绕的，且两条干涉臂长度不同，采用光纤应变测试仪进行测试时，两条干涉臂长度重合的部分会由于自发布里渊散射信号重合造成相互干扰从而导致应变数据难以准确解析，只有两条干涉臂中较长干涉臂相比较短干涉臂多出的余长部分，由于不会受到另外一条干涉臂自发布里渊散射信号的干扰，才能获得较为准确的应变数据。因此，采用目前技术无法获得两条干涉臂中重合部分的应变数据，只能获得较长干涉臂的余长部分的应变数据，难以准确反映整个光纤线圈的应变分布状态，影响了光纤水听器绕制工艺改进过程、光纤水听器研制及检验过程中对光纤线圈性能的准确判断，尤其是对较短干涉臂的形变状态的判断能力受到了较大影响，严重的限制了光纤水听器技术的快速发展。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提出了一种光纤水听器应变分布自动测试及分析方法，本公开解决传统技术无法测试迈克尔逊型光纤水听器干涉双臂应变分布的问题，实现光纤线圈中两条干涉光纤臂的应变分布数据的全面分布式测试。

根据一些实施例，本公开的方案提供了一种光纤水听器应变分布自动测试及分析方法，采用如下技术方案：

一种光纤水听器应变分布自动测试及分析方法，包括以下步骤：

步骤S01：获取各个光开关通道中光纤水听器长干涉臂长度、光纤水听器短干涉臂长度和传输部分光纤长度；