[发明专利]光纤传声器探头

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种可形成强度式或FP干涉式光纤传声器，用于语音通讯、声音探测、及噪声测量等领域的光纤传声器探头。

背景技术

传声器是一种用于接收声音信号，并最终转换为电信号的器件。目前广泛应用的有电容传声器，这种传声器由导电振膜和金属背电极组成的电容拾取声音信号，其原理为：声音振动引起导电振膜振动，导致电容两极间距离发生变化，保持电容两极间电位不变，则声音引起电容存储电量发生变化，从而将声信号转换为电信号。由于此电容值很小，其阻抗很大，因此这种传声器必须配一前置放大电路，用作阻抗变换，以保证传声器能与其他电路相连接。虽然电容传声器具有极好的频率响应特性和较高的灵敏度，但是由其工作原理可知，这种传声器容易受到电磁信号干扰，因此不适合在复杂的电磁环境下工作。

为解决复杂电磁环境下声音信号拾取的问题，提出了基于光纤传感技术的光纤传声器。光纤传声器的基本原理是声音信号首先调制光信号，载有声音信号的光信号经过光电转换，最终变成电信号，完成了声音信号的拾取。由于声信号调光信号过程不受电磁干扰，因此光纤传声器具有极强的抗电磁干扰能力，能够在复杂的电磁环境正常工作。

在声音探测、噪声测量等应用领域，一般要求所使用的传声器组阵使用，对传声器性能一致性要求很高的，如灵敏度相近，相位一致高。目前技术较成熟光纤传声器产品主要是强度式的，如实用新型专利CN2834067Y中记载了一种光纤麦克风，发明专利CN101504311B中记载了一种光纤声音传感器的传感头。这些光纤传声器探头虽然技术可行，但由于缺少调节结构，其性能一致性很保证，不利于光纤传声器的组阵使用。虽然实用新型专利CN2834067Y中记载了光纤麦克风结构中使用了垫片，但该垫片与后壳是一体成形的，因此限制了其作为调节结构的功能，使得光纤麦克风性能一致性得不到保证。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种光纤传声器探头。本发明采用的技术手段如下：

一种光纤传声器探头，其特征在于包括：用于感应声音振动的振膜、外壳和内芯；所述振膜安装在外壳的前端，并在振膜的前端设有对振膜进行保护的前罩；所述内芯安装在外壳的容纳腔内，且内芯上的内芯光纤前端的内芯光纤端面与振膜形成有反射腔。

所述传声器探头还包括设置在外壳的容纳腔内用于调节内芯探入的深度，以调节内芯光纤前端的内芯光纤端面与振膜的距离的垫片；且所述垫片的厚度为1-1000微米。所述内芯末端依次安装有弹簧垫片和锁环，通过锁环与外壳相固定连接，将内芯固定在外壳的容纳腔内。所述振膜的反光面设有金纳米反光层，且金纳米反光层的厚度为10-500纳米。所述振膜为钛箔、不锈钢箔、镍箔或硅微振膜；振膜的厚度为1-10微米。所述内芯光纤为单模光纤或多模光纤。所述反射腔为FP干涉腔，且内芯为单模光纤。

本发明同现有技术相比，其优点是显而易见的：这种光纤传声器探头性能一致高，可形成强度式和基于FP干涉原理的光纤传声器，具有抗电磁干扰能力强、灵敏度高、易于形成阵列的特点，可广泛应用于语音通讯、声音探测、及噪声测量等领域。另外，该传声器探头结构简单，便于安装、调试和生产，而且成本低廉适于广泛推广。

附图说明

图1是本发明的光纤传声器探头结构示意图；

图2是本发明的光纤传声器探头组合结构示意图；

图3是本发明的光纤传声器工作原理示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示光纤传声器探头包括：用于感应声音振动的振膜102、外壳103和内芯105；所述振膜102安装在外壳103的前端，并在振膜102的前端设有对振膜进行保护的前罩101；所述内芯105安装在外壳103的容纳腔内，且内芯105上的内芯光纤108前端的内芯光纤端面109与振膜形成有反射腔。其中振膜102安装在外壳103的前端，用于敏感声音振动，内芯105安装在外壳103内部可通过垫片104调节内芯光纤108前端的内芯光纤端面109与振膜102的距离(通常在内芯105放入外壳103的容纳腔之前，将垫片104放入外壳103的容纳腔内，卡在容纳腔内壁上或卡在容纳腔内的突起上，再插入内芯105，通过调节放入垫片104的厚度，已达到调节内芯光纤端面109与振膜102的距离)，实现声信号对光信号的调制；另外，在内芯105末端依次安装弹簧垫片106和锁环107，锁环107与通过外壳103固定内芯105，保证探头1的结构稳定性。该结构适用于强度式光纤传声器和基于FP干涉原理的光纤传声器。