一种光纤水听器声压灵敏度的仿真计算方法技术

本发明专利技术公开了一种光纤水听器声压灵敏度的仿真计算方法，特征在于，该计算方法为基于有限元分析的声压灵敏度仿真预测方法。基于有限元分析软件，建立光纤水听器核心敏感部件(即线圈)的有限元模型。在模型与水接触表面施加单位静水压力，通过仿真计算得到表面的每一圈敏感光纤的径向位移。由所有径向位移的总和及线圈尺寸推算线圈表面敏感光纤的总长度变化量。以此为基础，根据自主推导的转化公式，得到声压灵敏度的仿真值。本发明专利技术可以快速计算不同尺寸的光纤水听器核心敏感部件(即线圈)的声压灵敏度，缩短光纤水听器设计时间，提高设计效率。

A simulation method for sound pressure sensitivity of fiber optic hydrophone

The invention discloses a method for simulating the sound pressure sensitivity of an optical fiber hydrophone, which is characterized in that the calculation method is a sound pressure sensitivity simulation prediction method based on the finite element analysis. Based on the finite element analysis software, the finite element model of the sensitive element (coil) of the hydrophone is established. The unit hydrostatic pressure is applied to the contact surface between the model and the water, and the radial displacement of each loop of sensitive fiber is obtained by simulation. The total length variation of the sensitive fiber on the coil surface is calculated from the sum of all radial displacements and the coil dimensions. On this basis, the simulation results of sound pressure sensitivity are obtained according to the self derived transformation formula. The invention can rapidly calculate sound pressure sensitivity of different size fiber optic hydrophone core sensitive parts (i.e. coil), shorten design time of optical fiber hydrophone and improve design efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤水听器声压灵敏度的仿真计算方法
本专利技术属于光纤传感领域，涉及一种仿真计算方法，尤其涉及一种光纤水听器声压灵敏度的仿真计算方法。
技术介绍
光纤传感技术是伴随光导纤维和光纤通信技术发展而形成的一门新技术，其广泛应用于航天航海、核工业、桥梁隧道、建筑、石油开采、电力传输、医疗、科研等领域。光纤水听器的研究已经取得了巨大的进步，现正向工程化、装备化迈进。由于光纤水听器的使用环境复杂多变，不同的使用环境对光纤水听器的声压灵敏度有着不同的要求，需要通过调整光纤水听器敏感部件(即线圈)的尺寸以达到调整光纤水听器声压灵敏度的目标，以适应多种多样的使用要求。现有技术中的调整方法主要基于设计人员的个人经验，并通过不断打样确定光纤水听器线圈的尺寸，费时、费力又开销巨大。因此急需一种快速、准确的方法对不同尺寸的线圈进行计算，在设计之初明确所设计的光纤水听器线圈的声压灵敏度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种光纤水听器声压灵敏度的仿真计算方法。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种光纤水听器声压灵敏度的仿真计算方法，包括如下步骤：S1：选择敏感光纤2，将敏感光纤2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤水听器声压灵敏度的仿真计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：选择敏感光纤(2)，将敏感光纤(2)缠绕于线圈基底(3)上组成光纤水听器的线圈(1)上，通过给定的敏感光纤(2)的长度和线圈基底(3)的尺寸分别计算敏感光纤每层的缠绕圈数n和缠绕层数St；S2：利用有限元仿真分析软件，建立以线圈基底(3)的轴对称面为基础几何模型且包含缠绕圈数为n、缠绕层数为St的缠绕于线圈基底(3)上的每一圈敏感光纤(2)模型的整体有限元仿真模型；S3：在线圈(1)与水接触的表面施加单位静压力ΔP，通过有限元仿真分析软件计算得到表面的每一圈敏感光纤(2)模型圆心的径向位移；S4：将步骤S3所得的径向位移相...

【技术特征摘要】
1.一种光纤水听器声压灵敏度的仿真计算方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：选择敏感光纤(2)，将敏感光纤(2)缠绕于线圈基底(3)上组成光纤水听器的线圈(1)上，通过给定的敏感光纤(2)的长度和线圈基底(3)的尺寸分别计算敏感光纤每层的缠绕圈数n和缠绕层数St；S2：利用有限元仿真分析软件，建立以线圈基底(3)的轴对称面为基础几何模型且包含缠绕圈数为n、缠绕层数为St的缠绕于线圈基底(3)上的每一圈敏感光纤(2)模型的整体有限元仿真模型；S3：在线圈(1)与水接触的表面施加单位静压力ΔP，通过有限元仿真分析软件计算得到表面的每一圈敏感光纤(2)模型圆心的径向位移；S4：将步骤S3所得的径向位移相加，计算敏感光纤(2)的总长度变化量ΔL；S5：根据敏感光纤(2)的总长度变化量ΔL和施加于线圈(1)上的单位静压力ΔP，计算声压灵敏度的仿真值Sp(dB...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈开，王俊，
申请(专利权)人：上海传输线研究所中国电子科技集团公司第二十三研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31