一维光纤矢量水听器结构制造技术

本发明专利技术提供了一种一维光纤矢量水听器结构，包括窄线宽光源、信号发声器、分光耦合器、一维光纤矢量水听器结构探头以及采集与解调组件；窄线宽光源的光学输出端与分光耦合器的输入端相连，窄线宽光源的电学输入口与信号发声器的输出口相连；分光耦合器的输出端与一维光纤矢量水听器结构探头的输入端相连，分光耦合器的输出端与采集与解调组件相连；一维光纤矢量水听器结构探头的输出端与采集与解调组件相连；采集与解调组件用于信号的采集与检测。本发明专利技术结构简易、生产方便、成本低廉，功能齐全。齐全。齐全。

【技术实现步骤摘要】
一维光纤矢量水听器结构


[0001]本专利技术涉及海洋观测的光纤传感
，具体地，涉及一种一维光纤矢量水听器结构。

技术介绍

[0002]光纤标量水听器是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器。强度调制型光纤标量水听器定义为：利用外界因素引起光纤中光强的变化来探测外界物理且及其变化量的光纤传感器。被测物理量作用于光纤(接触或非接触)，使光纤中传输的光信号的强度发生变化，检测出光信号强度的变化量即可实现对被测物理量的测量，是一种标量的水声信号传感器。
[0003]光纤矢量水听器是用光纤作为传感介质的一种新型的水声矢量信号传感器，它通常由标量传感器构成的加速度矢量传感器，因此它能获得水声场的加速度信号，进而可以得到水声场的其它矢量信息，包括能量的传播方向、加速度信号、声信号的传播方向等矢量信息。
[0004]信号检测方案为PGC解调，PGC方法的基本思想是通过在干涉仪输出相位中生成一个相位载波，使输出信号可以分解为两个正交分量，通过对二者分别处理，得到信号的线性表达式。一种为基于DCM的PGC解调技术，另一种为基于反正切PGC 算法原理。
[0005]现有的干涉型光纤矢量水听器，一般由一个球型同振型三维光纤矢量水听器和一个标准光纤水听器搭配组合而成。存在着占用体积大，组装困难，系统复杂，同步采集要求高等缺点，限制了光纤矢量水听器小型化和大规模生产，成本降低的工程应用。
[0006]公开号为CN207570662U的专利文献公开了一种三维压差式光纤矢量水听器，包括底座、支柱、6个光纤水听器、水听器安装板、水听器固定件、水听器Z轴固定件和盖板，所述底座包括底座、预留光纤出入口、底座盖板，所述支柱由3类支柱构成，1号支柱贯穿水听器安装板，2号支柱与3号支柱共同支撑水听器安装板，所有支柱最终与底座、盖板连接形成支柱框架；光纤水听器与水听器固定件及水听器安装板固定安装。本技术的三维压差式光纤矢量水听器结构合理，制作工艺简单，可靠性高。但是该专利文献仍然存在着占用体积大，组装困难，系统复杂，同步采集要求高等缺陷。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种一维光纤矢量水听器结构。
[0008]根据本专利技术提供的一种一维光纤矢量水听器结构，包括窄线宽光源、信号发声器、分光耦合器、一维光纤矢量水听器结构探头以及采集与解调组件；
[0009]所述窄线宽光源的光学输出端与所述分光耦合器的输入端相连，所述窄线宽光源的电学输入口与所述信号发声器的输出口相连；
[0010]所述分光耦合器的输出端与所述一维光纤矢量水听器结构探头的输入端相连，所述分光耦合器的输出端与所述采集与解调组件相连；
[0011]所述一维光纤矢量水听器结构探头的输出端与所述采集与解调组件相连；
[0012]所述采集与解调组件用于信号的采集与检测。
[0013]优选的，所述分光耦合器为:分光耦合器。
[0014]优选的，所述分光耦合器的输出端通过多模传感光纤与所述采集与解调组件相连。
[0015]优选的，一维光纤矢量水听器结构探头包括光纤标量水听器和一维同振式光纤矢量水听器结构；
[0016]所述一维同振式光纤矢量水听器结构设置在所述光纤标量水听器的内部，所述光纤标量水听器与所述分光耦合器、所述采集与解调组件相连。
[0017]优选的，所述光纤标量水听器包括外筒和多模传感光纤；
[0018]所述多模传感光纤绕制于所述外筒上，所述多模传感光纤的两端分别连接所述分光耦合器和所述采集与解调组件；
[0019]所述一维同振式光纤矢量水听器结构位于所述外筒内。
[0020]优选的，所述外筒上设置有螺纹谷，所述多模传感光纤绕制在所述螺纹谷内。
[0021]优选的，所述螺纹谷内设置有纵向槽，所述纵向槽用于限位固定所述多模传感光纤。
[0022]优选的，所述螺纹谷内设置有螺纹，所述螺纹用于增大所述多模传感光纤与所述螺纹谷内侧壁的摩擦力。
[0023]优选的，所述一维同振式光纤矢量水听器结构包括第一弹性筒、第二弹性筒及质量块；
[0024]所述第一弹性筒和所述第二弹性筒分别连接设置在所述质量块的两侧，所述第一弹性筒远离所述质量块的一端连接设置在所述光纤标量水听器的内侧壁上，所述第二弹性筒远离所述质量块的一端连接设置在所述光纤标量水听器的内侧壁上。
[0025]优选的，所述分光耦合器的尺寸为20mmX2mm。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0027]1、本专利技术的长度实际下限可短至20mm左右，可以根据工程环境需要，设计小型化，高灵敏度的一维同振式光纤矢量水听器，为小型化发展提供依据；
[0028]2、本专利技术核心光学部件就是一条多模光纤，一个光纤干涉仪，结构简单，核心器件少，系统简易稳定，组装加工方便，非常适合工程化大量生产制备任务；
[0029]3、本专利技术可以小型化，拓宽了一维矢量水听器的工作频带；
[0030]4、本专利技术技术简单，易于推广应用。
附图说明
[0031]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0032]图1为本专利技术的一维光纤矢量水听器结构的系统光路示意图；
[0033]图2为本专利技术的一维光纤矢量水听器结构探头的结构示意图；
[0034]图3为本专利技术的一维光纤矢量水听器结构的内部光路连接示意图；
[0035]图4为本专利技术的一维光纤矢量水听器结构的系统解调算法示意图；
[0036]图5为本专利技术的一维光纤矢量水听器结构的探测信号频率和加速度灵敏度的关系示意图；
[0037]图6为Michelson光纤干涉仪原理结构示意图。
[0038]图中示出：
[0039]窄线宽光源1
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多模传感光纤4012
[0040]信号发声器2
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一维同振式光纤矢量水听器结构402
[0041]分光耦合器3
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第一弹性筒4021
[0042]一维光纤矢量水听器结构探头4
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第二弹性筒4022
[0043]光纤标量水听器401
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质量块4023
[0044]外筒4011
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采集与解调组件5
具体实施方式
[0045]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一维光纤矢量水听器结构，其特征在于，包括窄线宽光源(1)、信号发声器(2)、分光耦合器(3)、一维光纤矢量水听器结构探头(4)以及采集与解调组件(5)；所述窄线宽光源(1)的光学输出端与所述分光耦合器(3)的输入端相连，所述窄线宽光源(1)的电学输入口与所述信号发声器(2)的输出口相连；所述分光耦合器(3)的输出端与所述一维光纤矢量水听器结构探头(4)的输入端相连，所述分光耦合器(3)的输出端与所述采集与解调组件(5)相连；所述一维光纤矢量水听器结构探头(4)的输出端与所述采集与解调组件(5)相连；所述采集与解调组件(5)用于信号的采集与检测。2.根据权利要求1所述的一维光纤矢量水听器结构，其特征在于，所述分光耦合器(3)为50:50分光耦合器。3.根据权利要求1所述的一维光纤矢量水听器结构，其特征在于，所述分光耦合器(3)的输出端通过多模传感光纤(4012)与所述采集与解调组件(5)相连。4.根据权利要求1所述的一维光纤矢量水听器结构，其特征在于，一维光纤矢量水听器结构探头(4)包括光纤标量水听器(401)和一维同振式光纤矢量水听器结构(402)；所述一维同振式光纤矢量水听器结构(402)设置在所述光纤标量水听器(401)的内部，所述光纤标量水听器(401)与所述分光耦合器(3)、所述采集与解调组件(5)相连。5.根据权利要求4所述的一维光纤矢量水听器结构，其特征在于，所述光纤标量水听器(401)包括外筒(4011)和多模传感光纤(4012...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡江飞，顾敏学，李瑞明，葛松，曲芮萱，
申请(专利权)人：上海船舶电子设备研究所中国船舶重工集团公司第七二六研究所，
类型：发明
国别省市：