[发明专利]具有带通声滤波功能的光纤传声器

说明书

技术领域

本发明涉及传声器技术领域，尤其涉及一种具有带通声滤波功能的光纤传声器。

背景技术

传声器，是将声音信号转换为电信号的器件。光纤传声器具有灵敏度高、动态范围大、不受电磁干扰、兼具传感与光信息传输于一身等优点，并且光纤传声器结合现有的光纤通讯技术易于组建阵列和实现复用，因此，光纤传声器受到广泛关注。

光纤激光传声器是一种比较典型的光纤传声器，通过把光纤激光器封装成对声音敏感的结构并利用光纤激光器输出波长随声压变化的特点，光纤激光传声器可以实现对声信号高灵敏度的测量。专利申请201010111340.3公开了一种光纤激光麦克风，采用弹性膜片作为敏感元件，将声压转换为光纤激光器波长的变化，并且具有很高的灵敏度。但是，在某些应用场合，光纤传声器为了获得更好的声音效果，往往需要对某些频率的声信号进行过滤。特别是人的发声频率在大约85Hz到2000Hz的范围内，需要对低频的次声干扰信号及高频干扰声信号进行滤除。此外，由于高灵敏度光纤传声器解调系统受运算能力的限制，并不能对频率较高或较低的声信号进行高保真的采集，因此通过在解调端增加滤波电路的方法并不能有效解滤除干扰声信号。

因此，如何优化光纤传声器结构以实现声滤波功能是光纤传声器进行大范围应用必须解决的重要技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种具有带通声滤波功能的光纤传声器，以在光纤传声器结构上实现声滤波功能，滤除应用频段外声信号的干扰。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有带通声滤波功能的光纤传声器，该光纤传声器包括：

筒10，作为该光纤传声器的主体；

安装于筒10内的膜片20，用于在两侧存在声压差时发生形变；

分别安装在膜片20两侧的第一隔板30和第二隔板40，分别用于过滤不同频段的高频声信号，从而在一定频率范围内使膜片20两侧存在声压差；

安装在筒10中轴线上并且与膜片20连接的传感光纤50，用于感知膜片20的形变；

开于筒10两端的侧壁上的第一透声孔60和第二透声孔61，用于使声波进入筒内；

开于隔板30上的第一滤波孔31及开于隔板40上的第二滤波孔41，用于使隔板30具有过滤高频声波的功能；以及

开于筒10两端的第一尾纤孔70和第二尾纤孔71，用于引出并固定传感光纤50的尾纤。

上述方案中，所述第一滤波孔31的直径和长度能够根据实际需要改变，以改变声滤波频率的下限。

上述方案中，所述第二滤波孔41的直径和长度能够根据实际需要改变，以改变声滤波频率的上限。

上述方案中，所述传感光纤50与膜片20的连接方式为用胶粘接或熔接。

上述方案中，所述膜片20为弹性敏感元件，并采用固支的方式安装，当膜片两侧存在声压差时，膜片能够随声压差发生形变。

上述方案中，所述传感光纤50为光纤布拉格光栅FBG、布拉格反射型DBR光纤激光器或分布反馈型DFB光纤激光器。

上述方案中，所述第一隔板30与筒10的筒壁以及膜片20构成一个空腔，第一隔板30上进一步开有第一滤波孔31，从而形成一个亥姆霍兹腔结构，利用亥姆霍兹腔结构的低通声滤波的特性，实现对高频声信号的滤除。

上述方案中，所述第二隔板40与筒10的筒壁以及膜片20也形成一个亥姆霍兹腔结构，由于第一滤波孔31与第二滤波孔41的尺寸不同，膜片20两侧的滤波频率范围有所不同。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、结构简单。本发明提供的光纤传声器采用弹性膜片作为敏感元件，结构简单，易于保证工艺。

2、具有带通声滤波功能。本发明提供的光纤传声器通过两个滤波孔使弹性膜片两侧只在特定的频率范围内存在声压差，从而使光纤传声器只对特定频率的声信号敏感，实现了带通滤波功能。

附图说明

图1为依照本发明第一个实施例提供的具有带通声滤波功能的光纤传声器的结构装示意图；

图2为依照本发明第二个实施例提供的具有带通声滤波功能的光纤传声器的结构装示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。