CN205320290U - 光纤低频传声器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种光纤低频传声器，包括入射光纤、出射光纤、振动膜、传动杆和光纤位置调整滑块，出射光纤有两根，分别传输信号的正半周和负半周，当振幅为正半周时，振动膜通过传动杆把入射光纤的端面拉向右侧，入射光纤把光传给出射光纤，当振幅为负半周时，振动膜通过传动杆把入射光纤的端面拉向左侧，入射光纤把光传给出射光纤，本传声器结构简单、抗干扰强、传输距离远、低频响应好，下限频率低、振膜动态范围大、大信号状态下不易产生失真，静态无声时出射光纤中光强信号为零，静态信噪比高，能很好适应某些场合如人体心音、低音鼓、大提琴低音区、地震前兆杂音等振动幅度大，频率响应低的特殊使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种传声器，尤其涉及一种光纤传声器，属于光纤传感技术领域。
背景技术
随着科学技术的发展，人们不断突破传统技术的束缚，在传声器技术领域，人们从动圈传声器和电容传声器发展到了光纤传声器，光纤传声器的优点是传输距离远，不受复杂电磁环境干扰，光纤传声器常用的调制方式有强度调制型、光纤光栅型和干涉型，目前在光纤传声器方面已有较多专利技术，这些光纤传声器各有其优点，有的灵敏度很高，有的频率响应很好，有的技术含量很高，能很好适用于常规声场转换技术领域，这些光纤传声器的共同点是：(1)中低频、中频和高频响应好，下限频率较高，一般都高于20Hz；(2)振膜振动的动态范围较小，其峰峰值一般小于50μm，大信号状态下容易产生限幅失真；(3)静态无声时，出射光纤中存在较大数值的光信号，光电转换元件中存在偏置信号，信噪比小，这些光纤传声器不能很好适应某些场合如人体心音、低音鼓、大提琴低音区、地震前兆杂音等振动幅度大，下限频率低的特殊使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、下限频率低、动态范围大、静态时出射光纤中光强信号为零，适用于某些低频和超低频特殊声场领域转换用的光纤低频传声器。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：光纤低频传声器包括入射光纤(1)、出射光纤(2)、出射光纤(3)、光纤耦合器(4)、光纤连接头(5)、振膜(6)、波纹边(7)、传动杆(8)、光纤缺口(9)、卡口(10)、卡脚(11)、光纤支架(12)、光纤位置调整滑块(13)、滑块紧固螺丝(14)、光纤卡脚(15)、光纤卡脚(16)、传声器外壳(17)、侧耳(18)、螺丝孔(19)、入射光纤引出线(20)、出射光纤引出线(21)和出射光纤引出线(22)，出射光纤(2)、出射光纤(3)、卡口(10)、卡脚(11)、光纤支架(12)、光纤位置调整滑块(13)、滑块紧固螺丝(14)、光纤卡脚(15)、光纤卡脚(16)和传声器外壳(17)构成固定组件，入射光纤(1)、振膜(6)、波纹边(7)和传动杆(8)构成活动组件，入射光纤(1)、出射光纤(2)、出射光纤(3)、光纤耦合器(4)、光纤连接头(5)、光纤缺口(9)、入射光纤引出线(20)、出射光纤引出线(21)和出射光纤引出线(22)构成传输组件；
传声器外壳(17)内部设有入射光纤(1)、出射光纤(2)、出射光纤(3)、传动杆(8)、光纤缺口(9)、卡脚(11)、光纤支架(12)、光纤位置调整滑块(13)、滑块紧固螺丝(14)、光纤卡脚(15)和光纤卡脚(16)，传声器外壳(17)外部设有振膜(6)、波纹边(7)、卡口(10)、侧耳(18)和入射光纤引出线(20)、出射光纤引出线(21)、出射光纤引出线(22)，卡口(10)的内侧连接振膜(6)的波纹边(7)和卡脚(11)，卡脚(11)上设有光纤支架(12)，光纤支架(12)的中心位置设有光纤位置调整滑块(13)和滑块紧固螺丝(14)，出射光纤(2)和出射光纤(3)通过光纤位置调整滑块(13)的右端固定在光纤支架(12)上，振膜(6)的周边设有波纹边(7)，振膜(6)内侧的中心位置设有传动杆(8)，传动杆(8)的左端与入射光纤(1)的尾端连接，主光路前进方向上依次为入射光纤引出线(20)、入射光纤(1)、光纤缺口(9)、出射光纤(2)或出射光纤(3)、出射光纤引出线(21)或出射光纤引出线(22)，传声器外壳(17)的底部设有三只光纤耦合器(4)，光纤耦合器(4)的上半段位于传声器外壳(17)内部，光纤耦合器(4)的下半段位于传声器外壳(17)外部，所述的光纤耦合器(4)为FC型光纤耦合器，光纤连接头(5)为FC型光纤连接头，入射光纤(1)通过光纤卡脚(16)固定在传声器外壳(17)上，出射光纤(2)和出射光纤(3)通过光纤卡脚(15)固定在传声器外壳(17)上；
出射光纤(2)和出射光纤(3)的端面位于光纤缺口(9)的上方，出射光纤(2)和出射光纤(3)的端面左右并排放置，入射光纤(1)的端面位于光纤缺口(9)的下方，入射光纤(1)的中心轴线位于出射光纤(2)中心轴线和出射光纤(3)中心轴线中间，入射光纤(1)的中心轴线对准出射光纤(2)和出射光纤(3)端面之间的缝隙，当振膜(6)感受到外界声波时，振膜(6)沿水平线方向在振膜静态位置的左右两侧发生振动，当振膜(6)的振幅位于其静态位置的右侧时，振膜(6)通过传动杆(8)把入射光纤(1)的端面拉向右侧，入射光纤(1)把光传给出射光纤(2)，当振膜(6)的振幅位于其静态位置的左侧时，振膜(6)通过传动杆(8)把入射光纤(1)的端面拉向左侧，入射光纤(1)把光传给出射光纤(3)，振动的正半周由出射光纤(3)传输，振动的负半周由出射光纤(2)传输，振膜(6)的振幅越大，入射光纤(1)传给出射光纤(2)或出射光纤(3)的光越多，出射光纤(2)或出射光纤(3)中的光信号就越强。
由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：传声器的结构简单、抗干扰强、传输距离远、低频响应好，下限频率低、振膜动态范围大、大信号状态下不易产生失真，静态无声时出射光纤中光强信号为零，静态信噪比高，能很好适应某些场合如人体心音、低音鼓、大提琴低音区、地震前兆杂音等振动幅度大，频率响应低的特殊使用要求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明有如下7幅附图：
图1是本发明光纤低频传声器结构示意图；
图2是本发明光纤低频传声器工作原理图之一，图3是本发明光纤低频传声器工作原理图之二，图4是本发明光纤低频传声器工作原理图之三，图5是本发明光纤低频传声器工作原理图之四；
图6是本发明光纤低频传声器光纤布局图；
图7是本发明光纤低频传声器正视剖视图。
在附图中所标各数字分别表示如下：1.入射光纤，2.出射光纤，3.出射光纤，4.光纤耦合器，5.光纤连接头，6.振膜，7.波纹边，8.传动杆，9.光纤缺口，10.卡口，11.卡脚，12.光纤支架，13.光纤位置调整滑块，14.滑块紧固螺丝，15.光纤卡脚，16.光纤卡脚，17.传声器外壳，18.侧耳，19.螺丝孔，20.入射光纤引出线，21.出射光纤引出线，22.出射光纤引出线，23.振动方向。
具体实施方式
1.根据图1至图7，光纤低频传声器包括入射光纤(1)、出射光纤(2)、出射光纤(3)、光纤耦合器(4)、光纤连接头(5)、振膜(6)、波纹边(7)、传动杆(8)、光纤缺口(9)、卡口(10)、卡脚(11)、光纤支架(12)、光纤位置调整滑块(13)、滑块紧固螺丝(14)、光纤卡脚(15)、光纤卡脚(16)、传声器外壳(17)、侧耳(18)、螺丝孔(19)、入射光纤引出线(20)、出射光纤引出线(21)和出射光纤引出线(22)，出射光纤(2)、出射光纤(3)、卡口(10)、卡脚(11)、光纤支架(12)、光纤位置调整滑块(13)、滑块紧固螺丝(14)、光纤卡脚(15)、光纤卡脚(16)和传声器外壳(17)构成固定组件，入射光纤(1)、振膜(6)、波纹边(7)和传动杆(8)构成活动组件，入射光纤(1)、出射光纤(2)、出射光纤(3)、光纤耦合器(4)、光纤连接头(5)、光纤缺口(9)、入射光纤引出线(20)、出射光纤引出线(21)和出射光纤引出线(22)构成传输组件。
2.传声器外壳(17)内部设有入射光纤(1)、出射光纤(2)、出射光纤(3)、传动杆(8)、光纤缺口(9)、卡脚(11)、光纤支架(12)、光纤位置调整滑块(13)、滑块紧固螺丝(14)、光纤卡脚(15)和光纤卡脚(16)，传声器外壳(17)外部设有振膜(6)、波纹边(7)、卡口(10)、侧耳(18)和入射光纤引出线(20)、出射光纤引出线(21)、出射光纤引出线(22)，卡口(10)的内侧连接振膜(6)的波纹边(7)和卡脚(11)，卡脚(11)上设有光纤支架(12)，光纤支架(12)的中心位置设有光纤位置调整滑块(13)和滑块紧固螺丝(14)，出射光纤(2)和出射光纤(3)通过光纤位置调整滑块(13)的右端固定在光纤支架(12)上，振膜(6)的周边设有波纹边(7)，振膜(6)内侧的中心位置设有传动杆(8)，传动杆(8)的左端与入射光纤(1)的尾端连接，主光路前进方向上依次为入射光纤引出线(20)、入射光纤(1)、光纤缺口(9)、出射光纤(2)或出射光纤(3)、出射光纤引出线(21)或出射光纤引出线(22)，传声器外壳(17)的底部设有三只光纤耦合器(4)，光纤耦合器(4)的上半段位于传声器外壳(17)内部，光纤耦合器(4)的下半段位于传声器外壳(17)外部，所述的光纤耦合器(4)为FC型光纤耦合器，光纤连接头(5)为FC型光纤连接头，入射光纤(1)通过光纤卡脚(16)固定在传声器外壳(17)上，出射光纤(2)和出射光纤(3)通过光纤卡脚(15)固定在传声器外壳(17)上。
3.出射光纤(2)和出射光纤(3)的端面位于光纤缺口(9)的上方，出射光纤(2)和出射光纤(3)的端面左右并排放置，入射光纤(1)的端面位于光纤缺口(9)的下方，入射光纤(1)的中心轴线位于出射光纤(2)中心轴线和出射光纤(3)中心轴线中间，入射光纤(1)的中心轴线对准出射光纤(2)和出射光纤(3)端面之间的缝隙，当振膜(6)感受到外界声波时，振膜(6)沿水平线方向在振膜静态位置的左右两侧发生振动，当振膜(6)的振幅位于其静态位置的右侧时，振膜(6)通过传动杆(8)把入射光纤(1)的端面拉向右侧，入射光纤(1)把光传给出射光纤(2)，当振膜(6)的振幅位于其静态位置的左侧时，振膜(6)通过传动杆(8)把入射光纤(1)的端面拉向左侧，入射光纤(1)把光传给出射光纤(3)，振动的正半周由出射光纤(3)传输，振动的负半周由出射光纤(2)传输，振膜(6)的振幅越大，入射光纤(1)传给出射光纤(2)或出射光纤(3)的光越多，出射光纤(2)或出射光纤(3)中的光信号就越强。
4.所述的传声器为光强调制型光纤传声器，振膜(6)为磷铜片材料，厚度为0.05mm，直径为30～40mm，传动杆(8)为铝合金圆杆，直径为0.5mm，长度为5mm，传声器所用的光纤为62.5μm/125μm多模光纤，传声器的频率响应为0.2Hz～2KHz，振动的正半周与负半周由出射光纤(2)和出射光纤(3)推挽输出，因此传声器的动态范围大，振膜的峰峰值为125μm，由于振膜面积较大，振膜与传动杆(8)和入射光纤(1)连接使活动组件整体质量较大，所以低频响应较好。
5.传声器安装调试时，松开光纤支架(12)上的滑块紧固螺丝(14)，调整光纤位置调整滑块(13)的左右位置，静态状态下，使出射光纤(2)和出射光纤(3)端面之间的缝隙对准入射光纤(1)的中心轴线，然后紧固滑块紧固螺丝(14)。
Claims (2)
1.一种光纤低频传声器，包括入射光纤(1)、出射光纤(2)、出射光纤(3)、光纤耦合器(4)、光纤连接头(5)、振膜(6)、波纹边(7)、传动杆(8)、光纤缺口(9)、卡口(10)、卡脚(11)、光纤支架(12)、光纤位置调整滑块(13)、滑块紧固螺丝(14)、光纤卡脚(15)、光纤卡脚(16)、传声器外壳(17)、侧耳(18)、螺丝孔(19)、入射光纤引出线(20)、出射光纤引出线(21)和出射光纤引出线(22)，出射光纤(2)、出射光纤(3)、卡口(10)、卡脚(11)、光纤支架(12)、光纤位置调整滑块(13)、滑块紧固螺丝(14)、光纤卡脚(15)、光纤卡脚(16)和传声器外壳(17)构成固定组件，入射光纤(1)、振膜(6)、波纹边(7)和传动杆(8)构成活动组件，入射光纤(1)、出射光纤(2)、出射光纤(3)、光纤耦合器(4)、光纤连接头(5)、光纤缺口(9)、入射光纤引出线(20)、出射光纤引出线(21)和出射光纤引出线(22)构成传输组件，
其特征在于：传声器外壳(17)内部设有入射光纤(1)、出射光纤(2)、出射光纤(3)、传动杆(8)、光纤缺口(9)、卡脚(11)、光纤支架(12)、光纤位置调整滑块(13)、滑块紧固螺丝(14)、光纤卡脚(15)和光纤卡脚(16)，传声器外壳(17)外部设有振膜(6)、波纹边(7)、卡口(10)、侧耳(18)和入射光纤引出线(20)、出射光纤引出线(21)、出射光纤引出线(22)，卡口(10)的内侧连接振膜(6)的波纹边(7)和卡脚(11)，卡脚(11)上设有光纤支架(12)，光纤支架(12)的中心位置设有光纤位置调整滑块(13)和滑块紧固螺丝(14)，出射光纤(2)和出射光纤(3)通过光纤位置调整滑块(13)的右端固定在光纤支架(12)上，振膜(6)的周边设有波纹边(7)，振膜(6)内侧的中心位置设有传动杆(8)，传动杆(8)的左端与入射光纤(1)的尾端连接，主光路前进方向上依次为入射光纤引出线(20)、入射光纤(1)、光纤缺口(9)、出射光纤(2)或出射光纤(3)、出射光纤引出线(21)或出射光纤引出线(22)，传声器外壳(17)的底部设有三只光纤耦合器(4)，光纤耦合器(4)的上半段位于传声器外壳(17)内部，光纤耦合器(4)的下半段位于传声器外壳(17)外部，所述的光纤耦合器(4)为FC型光纤耦合器，光纤连接头(5)为FC型光纤连接头，入射光纤(1)通过光纤卡脚(16)固定在传声器外壳(17)上，出射光纤(2)和出射光纤(3)通过光纤卡脚(15)固定在传声器外壳(17)上。
2.根据权利要求1所述的光纤低频传声器，其特征在于：出射光纤(2)和出射光纤(3)的端面位于光纤缺口(9)的上方，出射光纤(2)和出射光纤(3)的端面左右并排放置，入射光纤(1)的端面位于光纤缺口(9)的下方，入射光纤(1)的中心轴线位于出射光纤(2)中心轴线和出射光纤(3)中心轴线中间，入射光纤(1)的中心轴线对准出射光纤(2)和出射光纤(3)端面之间的缝隙，当振膜(6)感受到外界声波时，振膜(6)沿水平线方向在振膜静态位置的左右两侧发生振动，当振膜(6)的振幅位于其静态位置的右侧时，振膜(6)通过传动杆(8)把入射光纤(1)的端面拉向右侧，入射光纤(1)把光传给出射光纤(2)，当振膜(6)的振幅位于其静态位置的左侧时，振膜(6)通过传动杆(8)把入射光纤(1)的端面拉向左侧，入射光纤(1)把光传给出射光纤(3)，振动的正半周由出射光纤(3)传输，振动的负半周由出射光纤(2)传输，振膜(6)的振幅越大，入射光纤(1)传给出射光纤(2)或出射光纤(3)的光越多，出射光纤(2)或出射光纤(3)中的光信号就越强，所述传声器的振膜(6)为磷铜片材料，厚度为0.05mm，直径为30～40mm，传动杆(8)为铝合金圆杆，直径为0.5mm，长度为5mm，传声器所用的光纤为62.5μm/125μm多模光纤，传声器的频率响应为0.2Hz～2KHz，振膜振动的动态范围为125μm。
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