[发明专利]一种基于相干合成技术的双光纤传声器系统

说明书

本发明公开了一种基于相干合成技术的双光纤传声器系统，属于光纤传感领域，包括：光源，用于发射固定波长的单色光；与光源连接的导光单元，用于将所述单色光进行分光，得到多束光信号；与所述导光单元连接的拾音模块，采用熔点高的无源元件，所述拾音模块包括：双光纤和反射膜，所述拾音模块用于采集声音信息，基于双光纤和反射膜，得到含有声音信息的多束相干光信号；所述导光单元，还用于通过相干合成技术，将多束相干光信号干涉合成单束光信号；与导光单元连接的光电探测模块，用于将单束光信号转换为电信号，通过代码将电信号还原为声音信号。本发明能够用于极端环境下声压、振动等参数的监测，还能提高传声器灵敏度、信噪比和稳定性。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，尤其涉及一种基于相干合成技术的双光纤传声器系统。

背景技术

声波探测在工业制造、航空航天、交通噪声监测和管道泄露监测等领域具有广泛地应用。传声器就是将声波信号转换为电信号的装置。目前广泛应用的是电容传声器，它是利用极薄的金属薄膜作为电容的一极，与另一固定电极组成了电容器。原理是声波引起金属薄膜的振动从而导致电容两极距离产生变化，保持电容两极间电位不变，则声波振动会导致电容存储电量产生变化，依靠电容量的变化而起换能作用的传声器。由于其工作原理可知，电传声器含有有源器件，非常容易受电磁干扰且不防潮，因此不适合在有强电磁干扰以及潮湿的环境下工作。

光纤传声器以其抗电磁干扰、耐腐蚀、体积小、灵敏度高和可远距离传输信号等优点，引起了人们的广泛关注，但是现有的光纤传声器无法提高在复杂环境下对声波探测的精度、信噪比和声压灵敏度，最终无法精确测量声波参数。

发明内容

本发明提出了一种基于相干合成技术的双光纤传声器系统，利用新颖的双光纤结构对声压信号进行采集，以解决上述现有技术中存在无法精确测量声波参数的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于相干合成技术的双光纤传声器系统，包括：

光源，用于发射固定波长的单色光；

与所述光源连接的导光单元，用于将所述单色光进行分光，得到多束光信号；

与所述导光单元连接的拾音模块，采用熔点高的无源元件，所述拾音模块包括：双光纤和反射膜，所述拾音模块用于采集声音信息，基于双光纤和反射膜，得到含有声音信息的多束相干光信号；

所述导光单元，还用于通过相干合成技术，将所述多束相干光信号干涉合成单束光信号；

与所述导光单元连接的光电探测模块，用于将所述单束光信号转换为电信号，通过代码将所述电信号还原为声音信号。

优选地，所述双光纤的长度相等，且平行放置在同一水平面，所述双光纤的端面和所述反射膜的距离相等，并构成两个相同的F-P干涉腔。

优选地，所述反射膜可拆换，采用热膨胀系数小的薄膜材料。

优选地，所述导光单元包含若干个端口，所述端口用于将单束光分成多束光，还用于将多束光合成单束光。

优选地，所述拾音模块还包括：双芯光纤石英套管和石英套管外壳；

所述双芯光纤石英套管，用于固定双光纤；

所述石英套管外壳，用于固定反射膜和所述双芯光纤石英套管。

优选地，还包括：数据采集模块和数据处理模块；

所述数据采集模块，用于采集电信号；

所述数据处理模块，用于对所述电信号进行滤波处理，并通过代码还原声音信号。

优选地，所述电信号的电压值，用于反映所述反射膜的振动频率和振动幅值。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：