[发明专利]一种声波测量系统和方法

权利要求书

1.一种声波测量系统，其特征在于，包括：

单频激光器，用于产生并输出原始光信号；

光纤耦合器，与所述单频激光器连接，用于将所述原始光信号分束为两路光信号，分别为第一光信号和第二光信号；

双光纤环行器，与所述光纤耦合器连接，用于传输所述第一光信号和所述第二光信号；还用于接收并传输第一调制信号和第二调制信号；

双法布里珀罗FP光纤声波传感器，与所述双光纤环行器连接，用于将采集的待测声波信号分别调制到所述第一光信号和所述第二光信号上得到所述第一调制信号和所述第二调制信号，并将所述第一调制信号和所述第二调制信号分别反射至所述双光纤环行器，其中，所述第一调制信号和所述第二调制信号存在相位差；

探测解调模块，与所述双光纤环行器连接，用于将所述第一调制信号和所述第二调制信号转化为第一数字电信号和第二数字电信号，利用相位解调算法解调所述第一数字电信号和所述第二数字电信号获取所述原始光信号的相位变化量，再基于所述双FP光纤声波传感器的相位灵敏度将所述相位变化量转化为目标声波信号。

2.如权利要求1所述的声波测量系统，其特征在于，所述FP光纤声波传感器，包括：

第一FP干涉仪，用于接收所述第一光信号，并将所述待测声波信号调制到所述第一光信号上得到所述第一调制信号，再将所述第一调制信号反射至所述双光纤环行器；

第二FP干涉仪，用于接收所述第二光信号，并将所述待测声波信号调制到所述第二光信号上得到所述第二调制信号，再将所述第二调制信号反射至所述双光纤环行器；

其中，所述第一FP干涉仪的光程差和第二FP干涉仪的光程差不相同。

3.如权利要求2所述的声波测量系统，其特征在于，所述双FP光纤声波传感器，包括：

第一单模光纤，用于接收所述第一光信号；

第二单模光纤，与所述第一单模光纤贴合设置，用于接收所述第二光信号；

金属封装件，内部设有陶瓷插芯，所述第一单模光纤和所述第二单模光纤贯穿所述陶瓷插芯并延伸至所述金属封装件内部，所述金属封装件用于固定所述陶瓷插芯，所述陶瓷插芯用于固定和准直所述第一单模光纤与所述第二单模光纤；

换能薄膜，与所述金属封装件贴合设置，用于在所述待测声波信号的作用下振动，以改变所述第一光信号和所述第二光信号的相位得到所述第一调制信号和第二调制信号；

其中，所述第一单模光纤与所述换能薄膜存在第一间隔，以形成第一FP干涉仪，所述第二单模光纤与所述换能薄膜存在第二间隔，以形成第二FP干涉仪，所述第一间隔与所述第二间隔不相等。

4.如权利要求3所述的声波测量系统，其特征在于，所述单频激光器的波长λ满足λ≠4n(L₁-L₂)/k，其中，n为FP腔中介质的折射率，L₁为所述第一FP干涉仪的腔长，L₂为所述第二FP干涉仪的腔长，k为非零整数。

5.如权利要求3所述的声波测量系统，其特征在于，所述换能薄膜为圆形薄膜，所述圆形薄膜直径取值范围为0.5mm～30mm，厚度取值范围为10nm～100um。

6.如权利要求1所述的声波测量系统，其特征在于，所述双光纤环行器包括：

第一光纤环行器，用于将所述光纤耦合器出射的所述第一光信号传输至所述双FP光纤声波传感器，还用于将所述双FP光纤声波传感器反射的所述第一调制信号传输至所述探测解调模块；

第二光纤环行器，用于将所述光纤耦合器出射的所述第二光信号传输至所述双FP光纤声波传感器，还用于将所述双FP光纤声波传感器反射的所述第二调制信号传输至所述探测解调模块。