CN108106713B - 一种含空气腔的芯轴型光纤水听器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下探测技术领域，具体的说是一种可对铠装光缆可靠接驳，承压密封性好，组装连接方便，有效的收纳光纤及器件的含空气腔芯轴型的光纤水听器，其特征在于设有传感单元，所述传感单元由水听环骨架、聚砜弹性体、阵元固定螺环组成，其中水听环骨架设有轴式主体，轴式主体的后端设有连接座，连接座上开设螺钉孔，聚砜弹性体为内径大于轴式主体外径的套体，聚砜弹性体套接在轴式主体外部，聚砜弹性体与轴式主体之间形成空气腔，本发明是针对含空气腔的光纤水听器阵列，并可以满足铠装光缆的可靠的接驳要求，组装连接方便，水密性好，解决了收纳光纤器件，接驳光缆的光纤水听器，可用于水下声信号的探测，海底固定线列阵，拖曳探测阵等用途。

Description

一种含空气腔的芯轴型光纤水听器

技术领域：

本发明涉及水下探测技术领域，具体的说是一种可对铠装光缆可靠接驳，承压密封性好，组装连接方便，有效的收纳光纤及器件的含空气腔芯轴型的光纤水听器。

背景技术：

光纤水听器是一种新型的水下探测技术，通常包括水下的湿端设备和岸上的干端设备，以及传输缆，基于光纤水听器的水下目标探测系统和传统的基于压电式水听器的声呐系统最主要的区别是其传感器是基于光纤的光传感器，信号传输系统是全光纤的，具有灵敏度高、信噪比优良，通讯带宽大、速度快、需要的信道线路数量少等优点。它利用声波调制光纤中光波的强度、相位、偏振态或其它参量来进行声/光转换，将水声信号转换成光信号，并通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息，其灵敏度与传统压电水听器相比高三个数量级。光纤水听器集光纤传感器灵敏度高、频带响应宽、抗电磁干扰、耐恶劣环境、结构灵巧、易于遥测和构成阵列等优越性于一体。

发明内容：

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种可对铠装光缆可靠接驳，承压密封性好，组装连接方便，有效的收纳光纤及器件的含空气腔芯轴型的光纤水听器。

本发明可以通过以下措施达到：

一种含空气腔芯轴型的光纤水听器，其特征在于设有传感单元，所述传感单元由水听环骨架、聚砜弹性体、阵元固定螺环组成，其中水听环骨架设有轴式主体，轴式主体的后端设有连接座，连接座上开设螺钉孔，聚砜弹性体为内径大于轴式主体外径的套体，聚砜弹性体套接在轴式主体外部，聚砜弹性体与轴式主体之间形成空气腔，阵元固定螺环经螺纹连接在水听环骨架中轴式主体的另一端，且与聚砜弹性体紧配合；聚砜弹性体表面缠绕光纤，耦合器、法拉第旋镜以及多余的光纤分别收纳在传感单元两端的器件仓筒体内，两个器件仓筒体与传感单元之间经螺钉连接；两个器件仓的外侧分别设有光缆接头。

本发明所述光缆接头内设有光缆收纳腔，光缆接头上开设贯穿光缆收纳腔且与传感单元中轴线重合的光缆通道，光缆通道沿光缆接头前端穿过光缆收纳腔延伸至光缆接头后端，光缆接头内光缆收纳腔中还设有光缆夹持件和光缆夹持挡头，其中光缆收纳腔后端设有环形凸台，光缆夹持件的外径与环形凸台的内径相适应，光缆夹持件嵌入环形凸台内，光缆夹持件上沿中轴线对称分布三道光缆固定槽，每条光缆固定槽均贯穿光缆夹持件，光缆固定槽的宽度方向为沿光缆夹持件的中心点向外设置，其中靠近光缆夹持件中心点处槽体的宽度大于光缆固定槽其余部分的宽度。

本发明所述器件仓筒体与传感单元之间设置密封圈进行防水，器件仓与光缆连接件之间也可以设置密封圈进行防水；传感单元中的阵元固定环、聚砜弹性体以及水听器骨架整体用与水灯谜读的聚氨酯密封；器件仓筒体与光缆接头均采用不锈钢材质。

本发明还设有套筒状的外保护壳，外保护壳通过两端的外保护壳定位螺母进行连接固定。

本发明为了防止海水进入水听器内部，对器件造成腐蚀，使用O 型圈对其进行密封，用M3螺丝对O型圈挤压，间隙处用环氧胶进行填充，达到密封目的，其中光缆夹持件是承力件，通过不锈钢丝的回绕，扣压机的扣压，使得抗拉承力主要依靠光缆夹持件受力，因此对光缆可以进行可靠的夹持；光纤连接采用熔接方式，存放在器件仓内，为了便于光纤熔接操作，熔接光纤预留出一定长度的光纤，熔接后将多余的光纤存放在收纤盘中。

本发明的有益效果是：本发明是针对含空气腔的光纤水听器阵列，并可以满足铠装光缆的可靠的接驳要求，组装连接方便，水密性好，解决了收纳光纤器件，接驳光缆的光纤水听器，可用于水下声信号的探测，海底固定线列阵，拖曳探测阵等用途。

附图说明：

附图1为本发明装置光纤水听器的结构示意图。

附图2为本发明的光纤水听器筒体示例图。

附图3为本发明的光缆连接结构示例图。

附图4为本发明的传感单元连接示例图。

附图标记：1－光缆接头；2－光缆收纳仓；3－光缆夹持件；4－光缆夹持挡头；5－器件仓筒体；6－器件仓；7—阵元固定螺环；8 —聚砜弹性体；9—空气腔；10—水听环骨架；11—外保护壳；12—外保护壳定位螺母；13—筒体密封O型圈；

具体实施方式：

以下将结合附图对本发明内容做进一步说明，本实例光缆使用φ8mm、双层铠装钢丝、2芯光纤的光缆，结构为含空气腔推挽结构，岸基水听器，但本发明的实际制作材料和

结构尺寸并不仅限于图示的实例。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括两个光缆接头1、两个光缆夹持件3、两个光缆夹持挡头4、两个器件仓筒体5、阵元固定螺环7、聚砜弹性体8、水听环骨架10、外保护壳、外保护壳定位螺母、四个筒体密封O型圈13、十六个M3连接螺丝组成。

光缆接头1与光缆夹持件连接，光缆夹持挡头用来阻挡挡光缆种铠装钢丝，连接后1、3、4整体使用环氧胶灌封，成为一个整体。光缆夹持挡头留一φ3圆孔通过光纤，光纤有不锈钢管保护。光缆接头1与器件仓筒体使用4个M3螺丝连接，使用φ34*2密封圈密封，器件仓筒体5 与阵元固定螺环7使用4个M3螺丝连接，使用φ36*2密封圈密封。

阵元固定螺环7与聚砜弹性体紧配合，聚砜弹性体表面缠绕光纤，阵元固定螺环7与水听环骨架10,用螺纹连接，阵元固定螺环7、聚砜弹性体8、水听环骨架10使用聚氨酯整体浇灌，聚砜弹性体8与水听环骨架10之间形成空气腔，起增敏的作用。耦合器、法拉第旋镜及多余的光纤在器件仓筒体5内收纳。φ8mm的光缆由光缆接头1的圆孔通过，光缆夹持件3用来夹持固定光缆中的不锈钢丝。

器件仓筒体的光纤连接采用熔接方式，以减少插入损耗和回波干扰，熔接光纤应预留一定长度的光纤，光纤盘纤盒内盘放余长的光纤。

参见附图1光纤水听器外保护壳11采用不锈钢316L材料制作，外径φ58mm，壁厚2.5mm，可以承受耐压指标为水下100m，密封O型圈13 材质为丁晴橡胶，光缆接头1、光缆夹持挡头4、阵元固定螺环7、水听环骨架都是用不锈钢316L材料制作，光缆夹持件使用黄铜制作。

参见附图2，器件仓筒体5采用316L不锈钢，内径φ34；密封O型圈内径φ36mm，采用丁晴橡胶，光缆接头1与器件仓筒体5使用M3不锈钢螺丝固定，器件仓筒体5与阵元固定螺丝7使用M3不锈钢螺丝固定，阵元固定螺环7与水听器骨架10用螺纹配合。

参见附图3，光缆接头1使用316L不锈钢，锥度10°，壁厚2mm，光缆夹持头3使用黄铜材质，光缆夹持挡头4使用316L不锈钢材质，光缆接头1与光缆夹持头3使用紧配合，内径与外径能相套就可以，光缆夹持挡头4用器件仓筒体5限位槽固定。整体使用环氧胶密封，留出2根光纤。

附图4，聚砜弹性体8内径φ24mm，壁厚2mm，长度64mm，材质聚砜，聚砜弹性体8与水听环骨架10之间有空气腔，使用环氧胶密封，高度1.5mm，长度58mm。阵元固定螺环7、聚砜弹性体、水听环骨架、整体用与水等密度的聚氨酯密封。

本发明使用聚砜作为弹性体，聚砜上缠绕光纤感受声压，聚砜与水听环骨架间形成空气腔，起增敏的作用；水听环骨架与阵元固定螺环之间通过螺纹连接，并形成空气腔。水听环骨架、阵元固定螺环、聚砜弹性体整体使用聚氨酯浇灌密封；光缆夹持件是承力件，通过不锈钢丝的回绕，扣压机的扣压，使得抗拉承力主要依靠光缆夹持件受力，整体使用环氧胶填充，具有组装连接方便，水密性好等显著的优点。

Claims (3)

1.一种含空气腔芯轴型的光纤水听器，其特征在于设有传感单元，所述传感单元由水听环骨架、聚砜弹性体、阵元固定螺环组成，其中水听环骨架设有轴式主体，轴式主体的后端设有连接座，连接座上开设螺钉孔，聚砜弹性体为内径大于轴式主体外径的套体，聚砜弹性体套接在轴式主体外部，聚砜弹性体与轴式主体之间形成空气腔，阵元固定螺环经螺纹连接在水听环骨架中轴式主体的另一端，且与聚砜弹性体紧配合；聚砜弹性体表面缠绕光纤，耦合器、法拉第旋镜以及多余的光纤分别收纳在传感单元两端的器件仓筒体内，两个器件仓筒体与传感单元之间经螺钉连接；两个器件仓的外侧分别设有光缆接头；

所述光缆接头内设有光缆收纳腔，光缆接头上开设贯穿光缆收纳腔且与传感单元中轴线重合的光缆通道，光缆通道沿光缆接头前端穿过光缆收纳腔延伸至光缆接头后端，光缆接头内光缆收纳腔中还设有光缆夹持件和光缆夹持挡头，其中光缆收纳腔后端设有环形凸台，光缆夹持件的外径与环形凸台的内径相适应，光缆夹持件嵌入环形凸台内，光缆夹持件上沿中轴线对称分布三道光缆固定槽，每条光缆固定槽均贯穿光缆夹持件，光缆固定槽的宽度方向为沿光缆夹持件的中心点向外设置，其中靠近光缆夹持件中心点处槽体的宽度大于光缆固定槽其余部分的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种含空气腔芯轴型的光纤水听器，其特征在于所述器件仓筒体与传感单元之间设置密封圈进行防水，器件仓与光缆连接件之间设置密封圈进行防水；传感单元中的阵元固定环、聚砜弹性体以及水听器骨架整体用与水灯谜读的聚氨酯密封；器件仓筒体与光缆接头均采用不锈钢材质。

3.根据权利要求1所述的一种含空气腔芯轴型的光纤水听器，其特征在于还设有套筒状的外保护壳，外保护壳通过两端的外保护壳定位螺母进行连接固定。

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