单元线阵及含有所述单元线阵的全分布式光纤声呐线阵制造技术

本发明专利技术公开了一种单元线阵及含有所述单元线阵的全分布式光纤声呐线阵，所述单元线阵，包括：两端密封的管体；支撑结构，设置在所述管体内；分布式声学传感单元，由光纤在单根弹性体上连续增敏绕制而成，两端留有光纤余量，两端穿过所述支撑结构后与所述管体的两端相连，且与所述管体的侧壁不接触；声阻抗匹配材料，填充在所述的管体内。所述全分布式光纤声呐线阵由若干条上述的单元线阵依次连接而成。该线阵具有无熔接点结构简单、一致性好、等效水声传感单元灵敏度和空间分辨率连续可调等特点。等特点。等特点。

【技术实现步骤摘要】
单元线阵及含有所述单元线阵的全分布式光纤声呐线阵


[0001]本申请涉及光纤声呐
，尤其涉及一种单元线阵及含有所述单元线阵的全分布式光纤声呐线阵。

技术介绍

[0002]光纤水听器具有灵敏度高、耐海水腐蚀、防漏电、抗电磁干扰等优势，在近年来发展迅速。光纤声呐阵列日益成为各国研究的热点，充油和固态的成缆设计相继被提出。其原理主要是利用时分、波分、频分等方式，将点式光纤水听单元进行组网复用和解调，最终通过成缆设计形成大规模阵列。然而多点复用的方式存在容量限制，传感网络中各单元节点也存在串扰的风险，同时目前组网设计，一旦完成，阵列固化无法调整。不同组网方式，也会对每个组网单元，在时延，工作波长和一致性等方面有很高要求。
[0003]公布号为CN106546971A公开了一种固态拖曳声呐线列阵及其装配方法，提出了一种典型的拖曳声呐线阵结构，可以看到，此类分立式水声传感单元组成的声呐阵列，成缆的传感单元结构相对复杂，需要不同光器件的精密设计和熔接，制备工艺难度高，可靠性差。在具体水声传感应用当中，为了满足后续阵列信号处理要求，每个传感单元之间还需要进行时间和空间同步，进一步增加了系统的复杂度。
[0004]总体来看，目前的光纤声呐线阵，不论是光纤水听单元性能，还是在大规模组网以及信号同步方面，都存在技术挑战和瓶颈限制。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本申请实施例的目的是提供一种单元线阵及含有所述单元线阵的全分布式光纤声呐线阵，该线阵具有无熔接点结构简单、一致性好、等效水声传感单元灵敏度和空间分辨率连续可调等特点。
[0006]根据本申请实施例的第一方面，提供一种单元线阵，包括：两端密封的管体；支撑结构，设置在所述管体内；分布式声学传感单元，由光纤在单根弹性体上连续增敏绕制而成，两端留有光纤余量，两端穿过所述支撑结构后与所述管体的两端相连，且与所述管体的侧壁不接触；及声阻抗匹配材料，填充在所述的管体内。
[0007]进一步地，所述管体包括：PU管；密封堵芯，两个所述密封堵芯分别密封安装在所述PU管的两端。
[0008]进一步地，所述支撑结构包括：若干空骨架，放置在所述管体内，相邻两个所述空骨架通过凯夫拉绳固定连接，两端的所述空骨架通过凯夫拉绳与所在端的管体的端部固定连接。
[0009]进一步地，所述PU管与所述密封堵芯通过嵌套扣压密封。
[0010]进一步地，若干所述的空骨架等间距布置于所述管体内。
[0011]进一步地，所述凯夫拉绳通过所述空骨架外侧固定孔与各个空骨架相连，通过卡扣锁紧的方式固定于所述管体内。
[0012]进一步地，所述声阻抗匹配材料为硅油或液体胶。
[0013]进一步地，还包括：一对水密接头，分别安装在所述管体的两端，所述分布式声学传感单元的光纤的两端分别与一对所述水密接头连接。
[0014]根据本申请实施例的第二方面，提供一种全分布式光纤声呐线阵，所述全分布式光纤声呐线阵由若干条第一方面所述的单元线阵依次连接而成。
[0015]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：由上述实施例可知，本申请所述分布式声学传感单元由光纤在单根弹性体上连续增敏绕制而成，两端留有光纤余量，相比先完成一批点式传感单元制备再组网形成阵列的传统线阵方案，无需复杂的组网光路设计和大量的器件连接，具有一致性好、结构简单、可靠性高的特点。
[0016]所述分布式声学传感单元由光纤在单根弹性体上连续增敏绕制而成，两端留有光纤余量，一次绕制成型，全程无需进行任何光器件的熔接，工艺可控，装配过程简单，操作性强，可标准化生产；线阵单元通过密封接头相互连接的设计，组装灵活，可根据探测孔径需求，方便的组合不同线阵。
[0017]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0018]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的一种单元线阵的结构示意图。
[0020]图2为本专利技术实施例提供的一种全分布式光纤声呐线阵的示意图。
[0021]图3为本专利技术实施例提供的全分布式光纤水听声呐线阵的阵列空间相关性。
[0022]图4为本专利技术实施例提供的全分布式光纤水听声呐线阵的频率响应图。
[0023]其中，1、密封堵芯；2、分布式声学传感单元；3、凯夫拉绳；4、空骨架；5、灌胶孔；6、硅油；7、PU管；8、水密接头；9、卡箍；10、单元线阵；11、水密跳线；12、连接卡箍。
具体实施方式
[0024]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0025]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包
含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0026]应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
[0027]如图1和图2所示，本申请实施例提供一种单元线阵10，可以包括：两端密封的管体、支撑结构、分布式声学传感单元和声阻抗匹配材料。
[0028]所述管体的两端密封，形成一个密闭的腔体。具体地，所述管体包括：PU管7和密封堵芯1，两个所述密封堵芯1分别密封安装在所述PU管7的两端。用于密封所充的声阻抗匹配材料6，并把分布式声学传感单元2上的光纤引出。
[0029]所述PU管7与所述密封堵芯1通过嵌套扣压密封。此实施例中PU管7内径39mm，外径45mm。
[0030]所述支撑结构设置在所述管体内，主要起到支撑所述分布式声学传感单元2的作用。
[0031]具体地，所述支撑结构包括：若干空骨架4，放置在所述管体内，相邻两个所述空骨架4通过凯夫拉绳3固定连接，两端的所述空骨架4通过凯夫拉绳3与所在端的管体的端部固定连接，形成整体线阵的承力结构，用于承受轴向的拉力载荷。
[0032]进一步地，若干所述的空骨架4等间距布置于所述管体内，保证线阵机械强度的同时，减少重量和声学耦合损耗 ，此间距取决于空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单元线阵，其特征在于，包括：两端密封的管体；支撑结构，设置在所述管体内；分布式声学传感单元，由光纤在单根弹性体上连续增敏绕制而成，两端留有光纤余量，两端穿过所述支撑结构后与所述管体的两端相连，且与所述管体的侧壁不接触；及声阻抗匹配材料，填充在所述的管体内。2.根据权利要求1所述的一种单元线阵，其特征在于，所述管体包括：PU管；密封堵芯，两个所述密封堵芯分别密封安装在所述PU管的两端。3.根据权利要求1所述的一种单元线阵，其特征在于，所述支撑结构包括：若干空骨架，放置在所述管体内，相邻两个所述空骨架通过凯夫拉绳固定连接，两端的所述空骨架通过凯夫拉绳与所在端的管体的端部固定连接。4.根据权利要求2所述的一种单元线阵，其特征在于，所述PU管与所述密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：严国锋，王忠新，张敏行，饶云江，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：