一种抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头制造技术

本发明专利技术涉及一种抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头，该水听器探头包括敏感部端盖、敏感部骨架、敏感薄壁、敏感光纤、增敏涂层、参考部骨架、参考光纤、参考部套筒、参考部端盖、光纤水密接头、紧固螺钉、第一密封圈和第二密封圈，其中参考部骨架和敏感薄壁具有相同的特征尺寸，并且沿轴向对称，当环境温度变化时，可以保证缠绕在参考部骨架上参考光纤的和缠绕在敏感薄壁上的敏感光纤长度变化量相等，从而保证二者的相位差恒定；本发明专利技术光纤水听器与现有技术相比，克服了解调信号容易受环境温度变化影响的缺陷，提高了光纤水听器的可靠性和测量准确度。

A symmetrical core type optical fiber hydrophone probe with anti temperature drift

Symmetric type fiber-optic hydrophone probe of the present invention relates to an anti temperature drift, the hydrophone probe including sensitive end cover, sensitive, sensitive, sensitive, skeleton thin fiber, sensitizing coating, reference frame, reference fiber, Department of department reference sleeve, end cover, reference fiber watertight joint, fastening screws first, the sealing ring and the sealing ring second, wherein the reference frame and the sensitive Department has the characteristics of the same size thin wall, and along the axis of symmetry, when the ambient temperature changes, can guarantee the reference fiber and wound on the wound on the sensitive thin sensitive optical fiber length is equal to the amount of change in the reference of the skeleton, so as to ensure the phase of the two a constant difference; compared with the prior art, the invention overcomes the defects of fiber optic hydrophone, the demodulation signal is easily influenced by environmental temperature change, improve the fiber optic hydrophone Depend on sex and measure accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头
本专利技术属于光纤水听器领域，具体涉及一种抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头。
技术介绍
光纤水听器是基于光纤传感技术的一种新型水声信号探测传感器，其在灵敏度、频带、抗电磁干扰等指标方面较传统压电水听器有着显著的优势。作为干涉型光纤水听器解调过程中的关键环节，精确地获得麦克尔逊干涉仪中敏感臂与参考臂的相位差尤为重要。而对于传统形式的光纤水听器探头，敏感光纤和参考光纤所处的环境和绕制的方式均略有差异，敏感臂和参考臂对于温度变化的响应往往不能同步，致使两臂的相位差随温度变化相关产生无规律的漂移，进而难以保证解调结果的可靠性和准确度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头，该水听器探头的敏感光纤和参考光纤具有形式上的对称性和环境上的一致性，从而在外界温度变化过程中，敏感光纤和参考光纤的相位差可以始终保持恒定。本专利技术的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：一种抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头，包括敏感组件、参考组件与光纤水密接头，所述敏感组件与参考组件连接，其中敏感组件包括敏感壁和敏感光纤，参考组件包括参考部骨架和参考光纤，敏感壁与参考部骨架的外径相同，所述敏感光纤缠绕在敏感壁上并与光纤水密接头连接，所述参考光纤缠绕在参考部骨架上并与光纤水密接头连接，且敏感光纤缠绕的长度与参考光纤缠绕的长度相同。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述敏感组件还包括敏感部端盖和敏感部骨架，所述参考组件还包括参考部套筒和参考部端盖，其中敏感壁套装在敏感部骨架上，敏感部端盖与敏感部骨架连接，用于固定敏感壁；参考部骨架与敏感部骨架连接，参考部套筒套装在参考部骨架上，参考部端盖与参考部骨架连接，光纤水密接头与参考部端盖连接。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述敏感组件还包括增敏涂层，所述增敏涂层涂敷在敏感光纤表面；所述增敏涂层的厚度为2-4mm。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述敏感壁套装在敏感部骨架上形成环形增敏气背，所述环形增敏气背的半径为敏感壁内表面半径1/20～1/15，设敏感壁内表面半径为R1，敏感部骨架外表面半径为R2，环形增敏气背的半径为r，则r＝R1-R2。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述敏感光纤在15g～20g预紧力下紧密缠绕在敏感壁外表面，敏感壁两端设置凸起结构(，对缠绕的敏感光纤起限位作用。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述参考组件还包括第二密封圈，所述参考部骨架外表面靠近一端处开设第一环形密封槽，所述参考部套筒内表面靠近一端处开设第二环形密封槽，所述第二密封圈设置在第一环形密封槽与第二环形密封槽内，共同形成装配密封。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述参考组件还包括第一密封圈，所述参考部套筒的一个端面上开设第三密封槽，所述参考部端盖的一个端面上开设第四密封槽，参考部套筒与参考部端盖对接后，第一密封圈设置在第三密封槽与第四密封槽内，共同形成装配密封。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述敏感部骨架上开设第一过纤孔，所述参考部骨架上开设第二过纤孔和第三过纤孔，内部设有腔体，且第二过纤孔和第三过纤孔分别与腔体连通；所述敏感光纤经过第一过纤孔、第二过纤孔，通过腔体与光纤水密接头连接，所述参考光纤经过第三过纤孔，通过腔体与光纤水密接头连接。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述参考光纤在15g～20g预紧力下紧密缠绕在参考部骨架外表面,参考部骨架两端设置凸起结构，对缠绕的参考光纤起限位作用。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述参考部骨架在两端凸起结构之间沿轴向的长度，与敏感壁在两端凸起结构之间沿轴向的长度相同。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述参考组件还包括紧固螺钉，所述紧固螺钉穿过参考部端盖上开设的通孔，与参考部骨架端面上开设的螺纹孔固定连接。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述增敏涂层为聚氨酯弹性材料；所述第一圆形密封圈和第二圆形密封圈为防水橡胶材料。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述敏感部端盖、敏感部骨架、敏感壁、参考部骨架、参考部套筒、参考部端盖和光纤水密接头为不锈钢材料。在上述抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头中，所述敏感光纤和参考光纤为保偏光纤；所述敏感壁的壁厚为0.4～0.8mm。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：(1)、本专利技术对光纤水听器探头结构进行创新设计，使得光纤水听器探头整体上为对称式芯轴型探头结构，其中参考部骨架和敏感薄壁具有相同的特征尺寸，并且沿轴向对称，当环境温度变化时，可以保证缠绕在参考部骨架上参考光纤的和缠绕在敏感薄壁上的敏感光纤长度变化量相等，从而保证二者的相位差恒定，本专利技术光纤水听器与现有技术相比，克服了解调信号容易受环境温度变化影响的缺陷，显著提高了光纤水听器的可靠性和测量准确度。(2)、本专利技术对称式芯轴型光纤水听器探头通过对结构及组成部件的巧妙设计，将敏感光纤和参考光纤封装在相同的环境中，使水听器探头的敏感光纤和参考光纤具有形式上的对称性和环境上的一致性，保证二者对温度响应的一致性，从而在外界温度变化过程中，敏感光纤和参考光纤的相位差可以始终保持恒定。(3)、本专利技术对称式芯轴型光纤水听器探头，实现敏感光纤和参考光纤结构上的对称性，外界温度变化导致二者长度变化相同，从而可以始终保持敏感光纤和参考光纤恒定的相位差，确保解调结果的可靠性和准确度。(4)、本专利技术对称式芯轴型光纤水听器探头，从结构设计上解决了水听器温度漂移的问题，从而降低了后端算法和软件开发的难度。(5)、本专利技术对称式芯轴型光纤水听器探头，可以有效解决水听器解调相位随温度变化产生的无规律的漂移问题，有利于水听器进行大规模阵列式的工程应用，具有较强的实用性；(6)、本专利技术通过大量试验对光纤水听器探头各组成部件的结构形状以及尺寸比例关系等进行了优化设计，使得光纤水听器探头性能达到最优，进一步提高了光纤水听器的可靠性和测量准确度。附图说明图1为本专利技术抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头的装配图；图2为本专利技术抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头爆炸图；图3为本专利技术抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头外观图；图4为本专利技术敏感光纤绕制部分装配图；图5为本专利技术敏感壁结构示意图；图6为本专利技术参考部骨架示意图；图7为本专利技术参考部骨架剖面结构示意图；图8为本专利技术参考部骨架向视图；图9为本专利技术参考部套筒剖面结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：如图1所示为本专利技术抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头的装配图；图2所示为本专利技术抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头爆炸图，由图可知本专利技术光纤水听器探头包括敏感组件、参考组件与光纤水密接头10，其中敏感组件包括敏感部端盖1、敏感部骨架2、敏感壁3、敏感光纤4和增敏涂层5，参考组件包括参考部骨架6、参考光纤7、参考部套筒8、参考部端盖9、紧固螺钉11、第一密封圈12和第二密封圈13。其中敏感壁3与参考部骨架6的外径相同。如图3所示，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头，其特征在于：包括敏感组件、参考组件与光纤水密接头(10)，所述敏感组件与参考组件连接，其中敏感组件包括敏感壁(3)和敏感光纤(4)，参考组件包括参考部骨架(6)和参考光纤(7)，敏感壁(3)与参考部骨架(6)的外径相同，所述敏感光纤(4)缠绕在敏感壁(3)上并与光纤水密接头(10)连接，所述参考光纤(7)缠绕在参考部骨架(6)上并与光纤水密接头(10)连接，且敏感光纤(4)缠绕的长度与参考光纤(7)缠绕的长度相同。

【技术特征摘要】
1.一种抗温度漂移的对称式芯轴型光纤水听器探头，其特征在于：包括敏感组件、参考组件与光纤水密接头(10)，所述敏感组件与参考组件连接，其中敏感组件包括敏感壁(3)和敏感光纤(4)，参考组件包括参考部骨架(6)和参考光纤(7)，敏感壁(3)与参考部骨架(6)的外径相同，所述敏感光纤(4)缠绕在敏感壁(3)上并与光纤水密接头(10)连接，所述参考光纤(7)缠绕在参考部骨架(6)上并与光纤水密接头(10)连接，且敏感光纤(4)缠绕的长度与参考光纤(7)缠绕的长度相同。2.根据权利要求1所述的光纤水听器探头，其特征在于：所述敏感组件还包括敏感部端盖(1)和敏感部骨架(2)，所述参考组件还包括参考部套筒(8)和参考部端盖(9)，其中敏感壁(3)套装在敏感部骨架(2)上，敏感部端盖(1)与敏感部骨架(2)连接，用于固定敏感壁(3)；参考部骨架(6)与敏感部骨架(2)连接，参考部套筒(8)套装在参考部骨架(6)上，参考部端盖(9)与参考部骨架(6)连接，光纤水密接头(10)与参考部端盖(9)连接。3.根据权利要求2所述的光纤水听器探头，其特征在于：所述敏感组件还包括增敏涂层(5)，所述增敏涂层(5)涂敷在敏感光纤(4)表面；所述增敏涂层(5)的厚度为2-4mm。4.根据权利要求2所述的光纤水听器探头，其特征在于：所述敏感壁(3)套装在敏感部骨架(2)上形成环形增敏气背(21)，所述环形增敏气背(21)的半径为敏感壁(3)内表面半径1/20～1/15，设敏感壁(3)内表面半径为R1，敏感部骨架(2)外表面半径为R2，环形增敏气背(21)的半径为r，则r＝R1-R2。5.根据权利要求2所述的光纤水听器探头，其特征在于：所述敏感光纤(4)在15g～20g预紧力下紧密缠绕在敏感壁(3)外表面，敏感壁(3)两端设置凸起结构(31)，对缠绕的敏感光纤(4)起限位作用。6.根据权利要求2所述的光纤水听器探头，其特征在于：所述参考组件还包括第二密封圈(13)，所述参考部骨架(6)外表面靠近一端处开设第一环形密封槽(63)，所述参考部套筒(8)内表面靠近一端处开设第二环形密封槽(81)，所述第二密封圈(13)设置在第一环形密封槽(63)与第二环形密封槽(81)内，共同形成装配密封。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯振兴，于文鹏，王海亮，张磊，王学锋，张海岩，郑百超，郝良彬，富钰，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11