[发明专利]基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置，属于电子技术领域。

背景技术

次声波是频率为0.0001Hz～20Hz的声波，物理学分类上属于机械波中的纵波，人耳对次声波基本上没有感受。次声波由波源的机械振动产生，通过各种介质分子作稀疏或紧密的交替波向四周传播，广泛存在于自然界、生产环境、工作环境及生物体内。

次声波具有较大的破坏性。高空大气湍流产生的次声波能折断万吨巨轮上的桅杆，能将飞机撕得四分五裂；地震或核爆炸所激发的次声波能将高大的建筑物摧毁；海啸带来的次声波可将岸上的房屋毁坏。次声的频率与人体器官的固有频率相近(人体各器官的固有频率为3～17Hz，头部的固有频率为8～12Hz，腹部内脏的固有频率为4～6Hz)，当次声波作用于人体时，人体器官容易发生共振，引起人体功能失调或损坏，血压升高，全身不适；头脑的平衡功能亦会遭到破坏，人因此会产生旋转感、恶心难受。许多住在高层建筑上的人在有暴风时会感到头晕恶心，这就是次声波作怪的缘故。如果次声波的功率很强，人体受其影响后，便会呕吐不止、呼吸困难、肌肉痉挛、神经错乱、失去知觉，甚至内脏血管破裂而丧命。

次声武器就是利用频率低于20Hz的次声波与人体发生共振，使共振的器官或部位发生位移和变形而造成人体损伤以至死亡的一种武器。目前研制的次声波武器主要有两类：一是神经型次声波武器，它的振荡频率同人类大脑的阿尔法节律(8～12Hz)极为相近，产生共振时能强烈刺激大脑，使人神经错乱，癫狂不止；另一类是内脏器官型次声波武器，其振荡频率与人体内脏器官的固有振荡频率相近，腹部内脏的固有频率为(4～6Hz)，可使人的五脏六腑产生强烈共振，破坏人的平衡感和方向感，使人恶心、呕吐及剧烈不适而失去战斗力。

次声的测量问题是次声学研究和发展工作中的关键问题，次声学的发展与次声测量技术的发展密不可分。次声波在大气中传播会引起空气的扰动，引起空气的压力、密度及空气质点的微小位移，知道这些微小的变化，就可获得次声波的许多参量。

迄今为止，绝大多数关于次声的研究均集中在次声对生物体的损害及其防护方面，研究次声在军事上的应用主要集中在次声武器的研制上以及次声的生物效应上，而利用光纤传感器来测量次声的便携式单兵设备未见公开。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置。

一种基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置，包括光纤传感器、次声信号调理单元、数字信号处理器和LCD显示模块；光纤传感器用于感测空间次声波强度，并向次声信号调理单元输出随次声强度变化而变化的模拟电压信号；次声信号调理单元用于把光纤传感器输出的模拟电压信号调理成适合DSP数字信号处理器接收的信号，LCD显示模块用于显示测量结果。

所述的基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置，所述光纤传感器包括光源(即波长1310nm的激光二极管)，用于产生波长为1310nm的激光；光源驱动电路，用于控制光源产生稳恒功率的激光；激光耦合器，用于把光源产生的稳恒功率激光耦合到光纤上；光线探头，用于传输激光耦合器的激光信号同时接收外界次声波信号，并根据次声波信号的强度变化激光信号的强度，光电探测器用于把光纤传输的激光信号转换为电信号，光电检测电路用于把检测光电探测器输出的电信号。

所述的基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置，所述次声信号调理单元包括PC817线性光耦、三阶UAF42主动式滤波器和AD620仪表放大器；PC817线性光耦用于模拟信号的隔离，减少电源干扰，三阶UAF42主动式滤波器用于滤除大于20Hz的信号，获得小于20Hz的有用信号，AD620仪表放大器用于对低通滤波输出的有用信号进行放大，输出到数字信号处理器的AD输入端。

基于光纤传感技术的次声检测技术，可以在复杂的作战环境中，特别是在强电磁和放射性的环境下，不受外界强电磁的干扰，准确检测次声强度，为指挥员提供准确的环境次声状况。

几乎没有传感器能与光纤传感器在灵活性，多样性和性能方面更胜一筹。采用的光纤传感器是一种无源器件并且不含电子或金属成分，它对电磁干扰反应不起任何的作用。

基于光纤传感技术的单兵次声预警装置的研制，可以适用于各种作战环境下，包括小范围敌后深入作战，准确检测次声强度。

附图说明

图1本发明的基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置结构示意图；

图2本发明的光纤传感器的结构示意图；