CN102435296A - 基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置 - Google Patents

基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102435296A
CN102435296A CN2011103489196A CN201110348919A CN102435296A CN 102435296 A CN102435296 A CN 102435296A CN 2011103489196 A CN2011103489196 A CN 2011103489196A CN 201110348919 A CN201110348919 A CN 201110348919A CN 102435296 A CN102435296 A CN 102435296A
Authority
CN
China
Prior art keywords
infrasonic
optical sensor
signal
laser
fibre optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011103489196A
Other languages
English (en)
Inventor
焦腾
王健琪
王斯岗
王�华
吕昊
汤池
漆家学
张杨
于霄
薛惠君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fourth Military Medical University FMMU
Original Assignee
Fourth Military Medical University FMMU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fourth Military Medical University FMMU filed Critical Fourth Military Medical University FMMU
Priority to CN2011103489196A priority Critical patent/CN102435296A/zh
Publication of CN102435296A publication Critical patent/CN102435296A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

本发明公开了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。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。

Description

基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置
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；
图3本发明的次声信号调理单元的结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
参考图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。
参考图2，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；光源和光纤耦合选用厦门贝莱通信设备有限公司的波长为1310nm带尾纤激光二极管FP-LDI310，其出纤功率达到了毫瓦级，在单模光纤中传输损耗很小。在光源驱动电路的设汁中采取稳恒功率控制电路。
光纤次声传感器探头采用反射强度调制方式，并采用双同心圆光纤结，其结构如图所示，最里面层为入射光纤，外面依次为2束接收光纤，这种光纤结构以2个同心光纤输出电压之比为次声调制信号，克服光强波动带来的影响。
光纤传感器的工作原理基于光纤的光调制效应，即光纤在外界环境因素，如温度、压力、电场、磁场等改变时，其传光特性，如相位与光强，会发生变化的现象。因此，如果能测出通过光纤的光相位、光强变化，就可以知道被测物理量的变化。而次声信号的变化相等于对光纤的外界压力发生了变化，所以测出光纤的光强变化量就能测出次声强度。
参考图3，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，主要用于把接收到的来自光纤传感器的模拟电压信号进行隔离、低通滤波及放大，只保留所需要的0.5～20Hz频率段信息，并把该信号调理成适合DSP数字信号处理器接收的信号。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(TMS320F2812)的AD输入端。
数字信号处理器采用TMS320F2812数字信号处理芯片，完成信号的采集与数字滤波，频谱分析、功率谱分析、计算出次声信号的强度，并采用LCD显示，并采用LCD显示结果，采用锂电池供电。
还包括按键输入电路，用于使用人员输入控制命令，同时还可以设置一蜂鸣器和数字信号处理器，根据处理得到的次声波强度发出蜂鸣声报警。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置，其特征在于，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。
3.根据权利要求1所述的基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置，其特征在于，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。
CN2011103489196A 2011-11-08 2011-11-08 基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置 Pending CN102435296A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103489196A CN102435296A (zh) 2011-11-08 2011-11-08 基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103489196A CN102435296A (zh) 2011-11-08 2011-11-08 基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102435296A true CN102435296A (zh) 2012-05-02

Family

ID=45983484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011103489196A Pending CN102435296A (zh) 2011-11-08 2011-11-08 基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102435296A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10281300B2 (en) 2015-04-27 2019-05-07 Fotech Solutions Limited Distributed optical fibre sensor
CN114884577A (zh) * 2022-04-27 2022-08-09 西安理工大学 一种影响激光在大气湍流中传输特性的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2514358Y (zh) * 2001-11-06 2002-10-02 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 泥石流次声波报警装置
CN2586144Y (zh) * 2002-12-16 2003-11-12 王胜平 次声探测器
CN200982952Y (zh) * 2006-12-05 2007-11-28 华南师范大学 双通道光纤折射率传感器
CN101329167A (zh) * 2008-07-11 2008-12-24 西安交通大学 滑动轴承润滑膜的动态测量方法及测量用光纤传感器
CN101403635A (zh) * 2008-10-22 2009-04-08 中国矿业大学 一种次声波检测装置
CN101788569A (zh) * 2009-12-31 2010-07-28 中国科学院声学研究所 一种光纤加速度传感器探头及加速度传感器系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2514358Y (zh) * 2001-11-06 2002-10-02 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 泥石流次声波报警装置
CN2586144Y (zh) * 2002-12-16 2003-11-12 王胜平 次声探测器
CN200982952Y (zh) * 2006-12-05 2007-11-28 华南师范大学 双通道光纤折射率传感器
CN101329167A (zh) * 2008-07-11 2008-12-24 西安交通大学 滑动轴承润滑膜的动态测量方法及测量用光纤传感器
CN101403635A (zh) * 2008-10-22 2009-04-08 中国矿业大学 一种次声波检测装置
CN101788569A (zh) * 2009-12-31 2010-07-28 中国科学院声学研究所 一种光纤加速度传感器探头及加速度传感器系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10281300B2 (en) 2015-04-27 2019-05-07 Fotech Solutions Limited Distributed optical fibre sensor
CN114884577A (zh) * 2022-04-27 2022-08-09 西安理工大学 一种影响激光在大气湍流中传输特性的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104622445B (zh) 一种无线智能的多生理参数健康监护腕式设备
CN206342462U (zh) 一种基于马赫曾德干涉的光纤生命体征监控装置
CN203226817U (zh) 一种基于脑电波检测驾驶员的疲劳程度装置
CN106422209A (zh) 一种体育活动监测系统
CN107224277A (zh) 检测生命体征及运动状态的佩戴手环式腕带及检测方法
CN102894980A (zh) 能识别犯罪分子的安检设备
CN202262995U (zh) 结合放松训练的心理测试仪
CN102488520A (zh) 一种用于生命信息监测的雷达生命体信息提取和处理系统
CN102435296A (zh) 基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置
Aldaoud et al. Design of a miniaturized wireless blood pressure sensing interface using capacitive coupling
Li et al. Low-cost wearable device based D-shaped single mode fiber curvature sensor for vital signs monitoring
CN103340613A (zh) 基于无线通信的信号采集与分析实时交互式系统及方法
CN102670252B (zh) 颅内压无创测量方法及系统
CN205353218U (zh) 一种近电报警装置
CN206063138U (zh) 自然状态夜间突发健康危急报警云监控系统
CN203012127U (zh) 一种声源定位装置
CN202776266U (zh) 身心监护仪
CN202421346U (zh) 一种防辐射检测报警装置
CN204274498U (zh) 一种便携式心脏监护装置
CN208927014U (zh) 应用于胸外按压的多普勒血流探测仪
CN204274430U (zh) 一种孕妇健康环境监测装置
CN104000567B (zh) 一种便携式多点脉搏无线监测系统
CN115561311A (zh) 低频声波远距离土壤含水率测量系统及方法
CN106510753B (zh) 一种光纤法布里-珀罗医用听诊器
CN106404912B (zh) 一种内部无源声学传感系统及其传感方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120502