一種抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光纖水聽器及其制作方法，尤其涉及一種抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器及其制作方法。
【背景技術】
[0002]光纖水聽器是一種高靈敏的聲壓傳感器，是聲納系統(tǒng)中的一員。由于具有耐腐蝕、無電源、多參量、易于大規(guī)模大跨度組網(wǎng)、能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離實時監(jiān)測，全天候工作等優(yōu)點，已逐漸取代了傳統(tǒng)的壓電式水聲傳感系統(tǒng)，被廣泛應用于海洋勘探領域。
[0003]傳統(tǒng)的光纖水聽器主要是基于邁克爾遜干涉儀的干涉型光纖水聽器。圖1為傳統(tǒng)干涉型水聽器單元結構。該種光路結構中干涉儀一臂的光纖被盤繞在聲敏感的彈性體上，組成傳感線圈。當傳感線圈在聲音影響下發(fā)生膨脹收縮，干涉儀兩臂的光程差隨之線性變化，最終輸出光信號的相位成線性變化。通過后端進行相位解調(diào)，即可還原聲音信號。為了解決原有邁克爾遜干涉儀的偏振衰落問題，傳統(tǒng)的干涉型光纖水聽器都用法拉第旋鏡代替普通的反射鏡，通過控制光路偏振態(tài)，實現(xiàn)偏振補償。由于法拉第旋鏡內(nèi)部存在磁鐵，依靠磁光感應控制光偏振態(tài)。雖然對絕大多數(shù)的應用中的弱磁場電場不敏感，但在強磁場與強電場的影響下，法拉第旋鏡無法穩(wěn)定控制偏振態(tài)，導致信號波動，引入不必要的噪聲。因此傳統(tǒng)的干涉型光纖水聽器不能在強電磁環(huán)境中正常工作。
[0004]除了傳統(tǒng)的干涉型光纖水聽器，近些年光纖光柵型傳感技術在水聲探測領域得到迅速發(fā)展。光纖光柵型光纖水聽器主要分為兩種:光纖光柵對作為反射鏡的干涉型光纖水聽器和光纖激光水聽器。如圖2所示，光纖光柵型光纖水聽器采用同波長的光纖光柵11和環(huán)形器12 ;光纖光柵對作為反射鏡的干涉型光纖水聽器存在嚴重的偏振衰落問題。光纖激光水聽器，比如DFB (分布反饋式)光纖激光水聽器，如圖3所示，兩個DFB光纖光柵13通過980/1550波分復用器14連接隔離器15，980/1550波分復用器14和980栗浦16相連，信號動態(tài)范圍與聲壓靈敏度較小，技術不成熟。因此光纖光柵型水聽器離廣泛運用存在一定距離。
[0005]除了在光學技術領域的限制，現(xiàn)有的光纖水聽器機械結構都是金屬材質(zhì)，在強電磁環(huán)境，比如運行中的變壓器內(nèi)，有很大的安全隱患。因此目前缺少一種可以在強電磁環(huán)境中安全正常工作的光纖水聽器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器及其制作方法，能夠解決在高磁場、高電場環(huán)境下聲信號傳感的難題。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器，包括水聽器外殼，所述水聽器外殼內(nèi)設有傳感線圈，其中，所述傳感線圈上盤繞設置的光纖一端通過第一耦合器和外部光纖相連，所述傳感線圈上盤繞設置的光纖另一端通過第二耦合器和法拉第旋鏡相連，所述傳感線圈、第一耦合器、第二耦合器封裝在結構基體中，所述水聽器外殼為非金屬材質(zhì)，所述結構基體封裝在水聽器外殼中。所述設置在水聽器外殼外的法拉第旋鏡和外部光纖位于被測的強電磁環(huán)境外，水聽器其余部分位于被測的強電磁環(huán)境內(nèi)。
[0008]上述的抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器，其中，所述第一耦合器、第二耦合器均為2X2親合器，所述第一親合器的兩個輸入端分別連接外部光纖，所述第一親合器的一個輸出端與傳感線圈上盤繞設置的光纖一端連接，所述第一耦合器的另一個輸出端與第二耦合器的一個輸入端相連，所述第二耦合器的另一個輸入端與傳感線圈上盤繞設置的光纖另一端連接，所述第二耦合器的一個輸出端連接法拉第旋鏡，所述第二耦合器的另一個輸出端連接無光端，所述無光端封裝在所述結構基體中。
[0009]上述的抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器，其中，入射光經(jīng)所述無光端處理后被充分衰減，防止光纖端面反射對信號的影響。
[0010]上述的抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器，其中，所述法拉第旋鏡、外部光纖與水聽器外殼連接處的光纖設于光纜中。
[0011]本發(fā)明為解決上述技術問題還提供一種抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器的制造方法，其中，包括如下步驟:a)將光纖盤繞在彈性體上形成傳感線圈；b)將傳感線圈固定在結構基體上，同時將光纖引入結構基體內(nèi)進行焊接；c)將傳感線圈上盤繞設置的光纖一端連接第一耦合器的一個輸出端，另一端連接第二耦合器的一個輸入端，所述第一耦合器的另一輸出端和第二親合器的另一輸入端相連，將所述第一親合器的兩個輸入端和第二親合器的一個輸出端通過光纜引出，所述第二耦合器的另一個輸出端連接無光端；d)將連接后的光路封裝入結構基體內(nèi)，最后將結構基體封裝入水聽器外殼中。
[0012]上述的抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器的制造方法，其中，所述傳感線圈上光纖長度為干涉儀兩臂的光程差。
[0013]本發(fā)明對比現(xiàn)有技術有如下的有益效果:本發(fā)明提供的抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器及其制作方法，對水聽器結構進行了創(chuàng)新，將法拉第旋鏡移到被測的強電磁環(huán)境夕卜，并采用非金屬材質(zhì)對外殼進行封裝，從而能夠解決在高磁場、高電場環(huán)境下聲信號傳感的難題。
【附圖說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有的基于邁克爾遜干涉儀的干涉型光纖水聽器結構示意圖；
[0015]圖2為現(xiàn)有的采用光纖光柵對的干涉型光纖水聽器結構示意圖；
[0016]圖3為現(xiàn)有的DFB光纖激光水聽器結構不意圖；
[0017]圖4為本發(fā)明抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器結構示意圖；
[0018]圖5為現(xiàn)有的干涉型光纖水聽器噪聲示意圖；
[0019]圖6為現(xiàn)有的干涉型光纖水聽器噪聲頻譜示意圖；
[0020]圖7為本發(fā)明抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器噪聲示意圖；
[0021]圖8為本發(fā)明抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器噪聲頻譜示意圖。
[0022]圖中:
[0023]1傳感線圈2耦合器3無光端
[0024]4法拉第旋鏡 5光纜6結構基體
[0025]7外部光纖8第一親合器9第二親合器
[0026]10水聽器外殼11光纖光柵12環(huán)形器
[0027]13 DFB光纖光柵14 980/1550波分復用器15隔離器
[0028]16 980 栗浦
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0030]圖4為本發(fā)明抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器結構示意圖。
[0031]請參見圖4，本發(fā)明提供的抗強電磁干擾的干涉型光纖水聽器，包括水聽器外殼10，所述水聽器外殼10內(nèi)設有傳感線圈1，其中，所述傳感線圈1上盤繞設置的光纖一端通過第一耦合器8和外部光纖7相連，所述傳感線圈1上盤繞設置的光纖另一端通過第二耦合器9和法拉第旋鏡4相連，所述傳感線圈1、第一耦合器8、第二耦合器9封裝在結構基體中，所述水聽器外殼10為非金屬材質(zhì)，所述結構基體6封裝在水聽器外殼中。所述設置在水聽器