一种光纤次声传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种光纤次声传感器，属于次声波探测技术领域，包括发光器件、环形连接器、传感单元和探测单元，发光器件的光源输出端与环形连接器的第一端口连接；探测单元的信号输入端与环形连接器的第三端口连接；传感单元的外壳体为空腔结构；换能薄膜设置在外壳体一端；传感光纤一端与换能薄膜连接，另一端穿过外壳体另一端与环形连接器的第二端口连接，传感光纤的空心玻璃套管8中设置有两段单模光纤，两段单模光纤具有间隙。通过弹性换能薄膜将声压变化转化为传感光纤的形变；通过将两段单模光纤插入空心玻璃套管，使两段单模光纤之间的距离构成法布里珀罗腔，形成声压

【技术实现步骤摘要】
一种光纤次声传感器


[0001]本技术属于次声波探测
，具体涉及一种光纤次声传感器。

技术介绍

[0002]在各种地质灾害，石油管道盗挖泄露等领域，高精度光纤次声波传感技术十分重要。
[0003]现在市面中的大部分低频声波传感器都是基于电容式、电动式等原理研发的，但是这些电子式低频传感器并不能完全满足在恶劣环境中的应用需求，如在地震，海啸，管道泄漏等高压、强磁场、强腐蚀等环境中。
[0004]光纤传感器与传统的传感器相比主要差别在于：传统的传感器是以电信号为转换及传输的载体，在传输信号时运用的时导线，因而会受到环境的很大限制，而光纤传感器是以光信号为变换和传输的载体，利用光纤传输信号，所以具有许多独特的优点，例如：不受电磁干扰，绝缘性能高，耐腐蚀等。
[0005]而现有光纤次声传感器干涉模式多样，虽能解决传统电子式传感器的部分缺陷，但依旧存在，灵敏度低，温度串扰大，低频响应度高等缺点。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术存在的不足，本技术提供了一种光纤次声传感器。
[0007]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案，包括：
[0008]发光器件；
[0009]环形连接器，包括第一端口、第二端口和第三端口；所述发光器件的光源输出端与所述环形连接器的第一端口连接；
[0010]探测单元，其信号输入端与所述环形连接器的第三端口连接；
[0011]传感单元，包括：
[0012]外壳体，为空腔结构；
[0013]换能薄膜，设置在所述外壳体一端；
[0014]传感光纤，一端与所述换能薄膜连接，另一端穿过所述外壳体另一端与所述环形连接器的第二端口连接，所述传感光纤的空心玻璃套管8中设置有两段单模光纤，两段所述单模光纤具有间隙。
[0015]优选的，所述传感光纤一端通过聚酯胶与所述换能薄膜连接。
[0016]优选的，所述外壳体另一端设置有固定螺帽，所述传感光纤穿过所述固定螺帽，所述固定螺帽上开设多个平衡孔，所述平衡孔的尺寸为1
‑
2mm。
[0017]优选的，所述空心玻璃套管外端和单模光纤通过电极放电熔融焊焊接。
[0018]优选的，所述换能薄膜选用耐压耐腐蚀的聚苯硫醚PPS或ppt塑胶原料。
[0019]优选的，所述换能薄膜半径为1
‑
2cm，厚度为5
‑
20μm。
[0020]优选的，所述空心玻璃套管壁厚为20
‑
50μm。
[0021]优选的，两段所述单模光纤的间隙为50
‑
300μm，所述传感光纤长度为7
‑
12cm。
[0022]优选的，所述发光器件为窄带光源。
[0023]优选的，所述外壳体采用铝材料，其结构为哑铃结构。
[0024]本技术提供的光纤次声传感器具有以下有益效果：
[0025]通过弹性换能薄膜将声压变化转化为传感光纤的形变，可有效提高传感光纤的应变响应度，从而达到增敏的作用；两段单模光纤端面之间的间隙构成法布里珀罗腔，通过空心玻璃套管拾取扰动信号发生应变，导致空心套管内部两段单模光纤端面的间隙发生变化，进而引起相位发生变化，能够形成基于声压
‑
形变
‑
应变
‑
位移
‑
相位的转换方式，从发光器件传输至传感单元的光在法布里珀罗腔(FP)进行干涉，将干涉信号传输至探测单元，实现了对泄漏位置的检测，有效提高传感器的灵敏度，降低传感器的自噪声。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例及其设计方案，下面将对本实施例所需的附图作简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本专利技术的部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本技术的传感单元的封装结构示意图；
[0028]图2是本技术的传感单元中传感光纤的结构示意图；
[0029]图3是本技术的信号流程框图。
[0030]附图标记说明：
[0031]1‑
固定螺帽，2
‑
平衡孔，3
‑
传感光纤，4
‑
外壳体，5
‑
换能薄膜，6
‑
聚酯胶，7
‑
单模光纤，8
‑
空心玻璃套管，9
‑
发光器件，10
‑
环形连接器，11
‑
传感光纤，12
‑
探测单元。
具体实施方式
[0032]为了使本领域技术人员更好的理解本技术的技术方案并能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
[0033]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0034]此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。
[0035]实施例
[0036]本技术提供了一种光纤次声传感器，具体如图1
‑
3所示，包括发光器件9、环形
连接器10、传感单元11和探测单元12。环形连接器10包括第一端口、第二端口和第三端口；发光器件9的光源输出端与环形连接器10的第一端口连接；探测单元12的信号输入端与环形连接器10的第三端口连接。
[0037]发光器件9为窄带光源，传感单元11包括外壳体4、换能薄膜5和传感光纤3，外壳体4为空腔结构，其采用硬铝材料，结构为哑铃结构，能够增加耐压值；换能薄膜5设置在外壳体4一端；传感光纤3一端与换能薄膜5连接，另一端穿过外壳体4另一端与环形连接器10的第二端口连接，传感光纤3的空心玻璃套管8中设置有两段单模光纤7，两段单模光纤7具有间隙，两段单模光纤7的间隙为50...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤次声传感器，其特征在于，包括：发光器件(9)；环形连接器(10)，包括第一端口、第二端口和第三端口；所述发光器件(9)的光源输出端与所述环形连接器(10)的第一端口连接；探测单元(12)，其信号输入端与所述环形连接器(10)的第三端口连接；传感单元(11)，包括：外壳体(4)，为空腔结构；换能薄膜(5)，设置在所述外壳体(4)一端；传感光纤(3)，一端与所述换能薄膜(5)连接，另一端穿过所述外壳体(4)另一端与所述环形连接器(10)的第二端口连接，所述传感光纤(3)的空心玻璃套管(8)中设置有两段单模光纤(7)，两段所述单模光纤(7)具有间隙。2.根据权利要求1所述的光纤次声传感器，其特征在于，所述传感光纤(3)一端通过聚酯胶(6)与所述换能薄膜(5)连接。3.根据权利要求1所述的光纤次声传感器，其特征在于，所述外壳体(4)另一端设置有固定螺帽(1)，所述传感光纤(3)另一端穿过所述固定螺帽(1)，所述固定螺帽(1)上开设多个平衡孔(2)，所述平衡孔(2)的尺寸为1
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【专利技术属性】
技术研发人员：江越，刘理，毛莉莉，谢新文，
申请(专利权)人：九江学院，
类型：新型
国别省市：