專利名稱：干涉型光纖拾音探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于空分復(fù)用的分布式干涉型光纖拾音探頭，屬于光纖傳 感及傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電類麥克風(fēng)，易受電磁干擾，且傳感部件有電流、電壓的存在，這些嚴(yán) 重限制它們的應(yīng)用范圍，例如工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)電磁場(chǎng)的大型機(jī)電設(shè)備場(chǎng)所(電廠)，存放 易燃、易爆氣體的倉(cāng)庫(kù)，以及醫(yī)院里的核磁共振測(cè)試間等等。光纖麥克風(fēng)因具有抗電磁 干擾，體積小，重量輕，易于構(gòu)成傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量，正成為現(xiàn)在的研究熱點(diǎn)。光 纖麥克風(fēng)按照工作原理可以分為三類強(qiáng)度調(diào)制型、光纖光柵型和干涉型。強(qiáng)度型麥 克風(fēng)是基于光纖中傳輸光強(qiáng)被聲波調(diào)制的原理，該型光纖麥克風(fēng)研究開(kāi)發(fā)較早，主要調(diào) 制形式有光纖微彎式、光纖絞合式、受抑全內(nèi)反射式及光柵式等。這種光纖麥克風(fēng)結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，解調(diào)方法相對(duì)容易，但其存在著精度低，受外界干擾大等較嚴(yán)重的缺點(diǎn)。光纖光 柵型麥克風(fēng)原理利用聲波應(yīng)變?cè)斐晒饫w布拉格光柵(FBG)反射譜漂移，將波長(zhǎng)信號(hào) 解調(diào)，提取聲波信號(hào)。這種光纖麥克風(fēng)低頻響應(yīng)差，通常用于超聲探測(cè)，而且穩(wěn)定性較 差。通常采用波分復(fù)用技術(shù)構(gòu)成的光纖麥克風(fēng)陣列需使用多個(gè)光源和多個(gè)光接收電 路，成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此，如何降低成本，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)單光收發(fā)的光纖麥克 風(fēng)陣列，成為關(guān)鍵問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種干涉型光纖拾 音探頭，該探頭成本低廉，光源驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高，靈敏度高，實(shí)用性強(qiáng)。技術(shù)方案本實(shí)用新型的干涉型光纖拾音探頭包括光纖、環(huán)形陶瓷夾具、振動(dòng) 反射膜、金屬透音網(wǎng)罩及金屬外殼；其中，環(huán)形陶瓷夾具的內(nèi)壁與光纖的包層相固定連 接，環(huán)形陶瓷夾具的外壁固定在金屬外殼內(nèi)側(cè)，振動(dòng)反射膜外壁、金屬透音網(wǎng)罩外壁也 固定在金屬外殼內(nèi)側(cè)；光纖與振動(dòng)反射膜相接觸的端面成凹形與振動(dòng)反射膜的接觸面積 相吻合，擴(kuò)大光與振動(dòng)反射膜的接觸面積。振動(dòng)反射膜與光纖接觸的圓弧面半徑Rl大于 光纖的直徑。有益效果1)采用紅光LED作為光纖麥克風(fēng)的光源，成本低廉，光源驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高。2)采用邁克爾遜干涉儀原理制作拾音探頭，并優(yōu)化了探頭個(gè)組成部分的參數(shù)， 靈敏度高，實(shí)用性強(qiáng)。3)采用差分的方式去除光源抖動(dòng)對(duì)光纖麥克風(fēng)的影響，減小了系統(tǒng)噪聲，提高 了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。[0010]4)利用光開(kāi)關(guān)，基于采樣原理，實(shí)現(xiàn)多傳感探頭空分復(fù)用，構(gòu)成分布式光纖麥 克風(fēng)陣列，與波分復(fù)用相比，不需要采用價(jià)格昂貴的可調(diào)諧激光器或多個(gè)不同波長(zhǎng)的激 光器，而且只需一路光電探測(cè)器即可，成本低廉，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

圖1為本實(shí)用新型提出的干涉型拾音探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的干涉型拾音探頭由端面為凹形且鍍有反射膜的光纖11、環(huán)形 陶瓷夾具12、振動(dòng)反射膜13、金屬透音網(wǎng)罩14及金屬外殼15組成；其中，環(huán)形陶瓷夾 具12的內(nèi)壁與光纖11的包層相固定連接，環(huán)形陶瓷夾具12的外壁固定在金屬外殼15內(nèi) 側(cè)，振動(dòng)反射膜13外壁、金屬透音網(wǎng)罩14外壁也固定在金屬外殼15內(nèi)側(cè)；光纖11與振 動(dòng)反射膜13相接觸的端面成凹形與振動(dòng)反射膜13的接觸面積相吻合，擴(kuò)大光與振動(dòng)反射 膜13的接觸面積。振動(dòng)反射膜13與光纖11接觸的圓弧面半徑R1大于光纖11的直徑； 振動(dòng)反射膜13的直徑R2等于金屬外殼15的內(nèi)徑，振動(dòng)反射膜13的厚度為d。1)、將光纖11端面磨成凹形，擴(kuò)大光與振動(dòng)反射膜13的接觸面積；2)、在光纖 11端面鍍上一定反射率的反射膜，使干涉儀的可見(jiàn)度達(dá)到最大；3)、在探頭使用金屬透 音網(wǎng)罩14，與振動(dòng)反射膜13形成空腔，提高振動(dòng)反射膜的靈敏度。具體工作過(guò)程如下在拾音探頭中，一部分光波被光纖11端面反射，一部分 穿過(guò)光纖11端面和振動(dòng)反射膜13之間的氣隙，經(jīng)由振動(dòng)反射膜13反射回來(lái)，兩部分光 在光纖11端面處出發(fā)生干涉，當(dāng)外界聲波通過(guò)金屬透音網(wǎng)罩14激起振動(dòng)反射膜13振動(dòng) 時(shí)，經(jīng)由振動(dòng)反射膜反射回來(lái)的光波相位發(fā)生變化，兩部分光干涉后的強(qiáng)度發(fā)生變化， 實(shí)現(xiàn)了聲波信號(hào)對(duì)光波信號(hào)的相位調(diào)制。
權(quán)利要求1.一種干涉型光纖拾音探頭，其特征在于該拾音探頭包括光纖(11)、環(huán)形陶瓷夾 具(12)、振動(dòng)反射膜(13)、金屬透音網(wǎng)罩(14)及金屬外殼(15)；其中，環(huán)形陶瓷夾具 (12)的內(nèi)壁與光纖(11)的包層相固定連接，環(huán)形陶瓷夾具(12)的外壁固定在金屬外殼 (15)內(nèi)側(cè)，振動(dòng)反射膜(13)外壁、金屬透音網(wǎng)罩(14)外壁也固定在金屬外殼(15)內(nèi) 側(cè)；光纖(11)與振動(dòng)反射膜(13)相接觸的端面成凹形與振動(dòng)反射膜(13)的接觸面積相 吻合，擴(kuò)大光與振動(dòng)反射膜(13)的接觸面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉型光纖拾音探頭，其特征在于振動(dòng)反射膜(13)與光纖 (11)接觸的圓弧面半徑R1大于光纖(11)的直徑。
專利摘要干涉型光纖拾音探頭，涉及一種基于空分復(fù)用的分布式干涉型光纖拾音探頭，該拾音探頭包括光纖(11)、環(huán)形陶瓷夾具(12)、振動(dòng)反射膜(13)、金屬透音網(wǎng)罩(14)及金屬外殼(15)；其中，環(huán)形陶瓷夾具(12)的內(nèi)壁與光纖(11)的包層相固定連接，環(huán)形陶瓷夾具(12)的外壁固定在金屬外殼(15)內(nèi)側(cè)，振動(dòng)反射膜(13)外壁、金屬透音網(wǎng)罩(14)外壁也固定在金屬外殼(15)內(nèi)側(cè)；光纖(11)與振動(dòng)反射膜(13)相接觸的端面成凹形與振動(dòng)反射膜(13)的接觸面積相吻合，擴(kuò)大光與振動(dòng)反射膜(13)的接觸面積。
文檔編號(hào)H04R23/00GK201805547SQ20102025668
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者孫小菡, 柏寧豐, 樊鶴紅, 潘超, 秦川 申請(qǐng)人:東南大學(xué)