專利名稱：干涉型光纖拾音探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明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)電磁場的大型機(jī)電設(shè)備場所(電廠)，存放易燃、 易爆氣體的倉庫，以及醫(yī)院里的核磁共振測試間等等。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)簡單，解調(diào)方法相對容易，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)變造成 光纖布拉格光柵(FBG)反射譜漂移，將波長信號解調(diào)，提取聲波信號。這種光纖麥克風(fēng)低頻 響應(yīng)差，通常用于超聲探測，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)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是針對現(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)電路簡單，穩(wěn)定性高，靈敏度高，實(shí)用性強(qiáng)。技術(shù)方案本發(fā)明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R1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)電路簡單，穩(wěn)定性
尚ο2)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。4)利用光開關(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)不同波長的激光器，而且只需一路光電探測器即可，成本低廉，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。


圖1為本發(fā)明提出的干涉型拾音探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明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 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，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 號對光波信號的相位調(diào)制。
權(quán)利要求
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蘇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。
全文摘要
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H04R1/08GK101888578SQ20101022496
公開日2010年11月17日 申請日期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 申請人:東南大學(xué)