CN205541414U - 光纤音频监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤音频监控系统，包括光纤传感头、光信号处理模块和输出控制电路，还包括远程监控终端，所述光信号处理模块包括光源、信号处理电路和用于给光信号处理模块供电的电源模块，所述光源通过光纤与光纤传感头的输入端连接，光纤传感头的输出端通过光纤与信号处理电路连接，所述信号处理电路经一采集存储模块后与所述输出控制电路连接，所述远程监控终端通过无线通信模块与信号处理电路连接。本实用新型与现有技术相比，对声音信号进行原距离传输、存储、选听及监听的功能，并具有传输损耗小、反应灵敏、信噪比高和性能稳定的特点。

Description

光纤音频监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种监控系统，具体涉及一种光纤音频监控系统，属于光纤传感技术领域。

背景技术

随着安防领域视频监控的不断发展，在声音方面的监控，达到“音视频”同步也越来越成为安防的新热点。音频信号可以通过电缆或是光缆进行传输。目前，采用电缆进行音频传输的传统压式声音采集器需要对拾音头提供额外供电，容易受电磁干扰，并存在信号传输损耗大、灵敏度不高、传输距离短等缺陷；同时没有网络数据传输、远程存储及监控功能，智能化程度低。

随着科技的发展，为解决上述电压式声音采集器应用于音频监控系统中存在的问题，市场上出现了采用光纤拾音器作为声音采集、传送、处理、还原等于一体的音频采集装置应用于音频监控系统上。使得音频采集技术得到飞跃的进步。但现有传统结构的光纤传感头对接收的激光光源不能进行整形、聚集的作用，激光光源输入较分散、使得形成的光纤环路对外部信号(即声音)的反应灵敏度不够快，信号接收较为滞后。

实用新型内容

针对上述的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不需要对拾音头提供额外的供电电源，具有远程传输功能的光纤音频监控系统，且系统的传输损耗小、反应灵敏、性能稳定。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

光纤音频监控系统，包括光纤传感头、光信号处理模块和输出控制电路，还包括远程监控终端，所述光信号处理模块包括光源、信号处理电路和用于给光信号处理模块供电的电源模块，所述光源通过光纤与光纤传感头的输入端连接，光纤传感头的输出端通过光纤与信号处理电路连接，所述信号处理电路经一采集存储模块后与所述输出控制电路连接，所述远程监控终端通过无线通信模块与信号处理电路连接。

上述方案中，所述光纤传感头包括一内部中空的腔筒和安装于腔筒内的微透镜阵列，所述腔筒分为前腔筒和后腔筒，在前腔筒上开设有进音孔，在后腔筒内贯穿开设有一通光口，在前腔筒内竖直安装有一反射膜；所述微透镜阵列卡接于前腔筒与后腔筒之间、且微透镜阵列的作用面与所述反射膜相对应；在微透镜阵列上耦合有输入光纤和输出光纤，输入光纤与光源连接、输出光纤与信号处理电路连接。

上述方案中，在所述通光口的两侧壁体上可设有橡胶尾套。

上述方案中，所述微透镜阵列的轴心与反射膜的中心最好位于同一直线上。

上述方案中，所述反射膜可以包括设于中心的非金属反射膜片和连接于非金属反射膜片两端的弹性膜片，且所述非金属反射膜片与弹性膜片均连接为一体。

上述方案中，所述信号处理电路包括光电探测器和内集成有灵敏度调节电路的中央控制器，所述灵敏度调节电路的输入端与光电探测器连接、其输出端与光源的控制端连接，所述中央控制器分别与采集存储模块和远程监控终端连接。

上述方案中，所述灵敏度调节电路主要由放大器、光电二极管和调节电阻构成，所述放大器与光电二极管连接后、再与调节电阻连接，所述调节电阻的输出端与光源连接、且调节电阻的可变端与设于外部的调节旋钮相连。

上述方案中，所述光电探测器可以为雪崩光电二极管。

上述方案中，所述中央控制器具体可以采用FPGA芯片。

上述方案中，所述光纤可以为单模光纤。

上述方案中，所述光源可以是由激光器产生的激光，并连接有一光源驱动模块。

本实用新型的有益效果为：

1)本实用新型采用光纤传感头、采集存储模块、输出控制电路和主要由光源、信号处理电路、电源模块构成的光信号处理模块构成的音频监控系统，并通过光纤进行传输，实现了声音的采集、获取及无损传输、远输出的功能，并通过所设置的远程监控终端实现了远程获取声音及远程监控的作用；

2)本实用新型的拾音头为光纤传感头，并运用激光分光干涉原理，通过采用光电探测器和灵敏度调节电路实时监测光前端的输出信号，并适时调整激光器的发光功率，使光纤传感头始终处于最灵敏的状态。同时在光纤传感头内设有微透镜阵列，能快速将激光信号进行整形、聚集后，透射至反射膜上，使得光纤传感头的响应更快，与现有技术相比，本实用新型具有灵敏度高、信噪比高，反应速度快、频率响应范围宽的优点；

3)本实用新型的声音信号以光纤传输，衰减比电缆小很多，可以进行远距离的传输和监控。

附图说明

图1为本实用新型一种优选实施例的原理框图。

图2为所述光纤传感头的剖视结构示意图。

图中标号为：1、腔筒；1-1、前腔筒；1-2、后腔筒；3、进音孔；4、通光口；5-1、非金属反射膜片；5-2、弹性膜片；6、微透镜阵列；7、橡胶尾套8-1、输入光纤；8-2、输出光纤。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的解释说明，但不用以限制本实用新型。

如图1所示，光纤音频监控系统，包括光纤传感头、光信号处理模块和输出控制电路，还包括远程监控终端，所述光信号处理模块包括光源、信号处理电路和用于给光信号处理模块供电的电源模块，所述光源通过光纤与光纤传感头的输入端连接，光纤传感头的输出端通过光纤与信号处理电路连接，所述信号处理电路经一采集存储模块后与所述输出控制电路连接，所述远程监控终端通过无线通信模块与信号处理电路连接。其中

所采用的光纤为单模光纤。

所述光源具体是激光器产生的激光，并连接有一光源驱动模块。

所述信号处理电路包括光电探测器和内集成有灵敏度调节电路的中央控制器，所述灵敏度调节电路的输入端与光电探测器连接、其输出端与光源的控制端连接，所述中央控制器分别与采集存储模块和远程监控终端连接。本实施例中，所述光电探测器具体为雪崩光电二极管，所述中央控制器具体为FPGA芯片。

所述灵敏度调节电路主要由放大器、光电二极管和调节电阻构成，所述放大器与光电二极管连接后、再与调节电阻连接，所述调节电阻的输出端与光源连接、且调节电阻的可变端与设于外部的调节旋钮相连。

在所述输出控制电路上可设有数字输出端口、网络输出端口、麦克风输出端口、耳机输出端口，通过所述数字输出端口、麦克风输出端口、耳机输出端口对任一路语音进行选听。

如图2所示，所述光纤传感头包括一内部中空的腔筒1和安装于腔筒1内的微透镜阵列6，所述腔筒1分为前腔筒1-1和后腔筒1-2，在前腔筒1-1上开设有进音孔3，在后腔筒1-2内贯穿开设有一通光口4，在前腔筒1-1内竖直安装有一反射膜。本实施例中，所述反射膜包括设于中心的非金属反射膜片5-1和连接于非金属反射膜片5-1两端的弹性膜片5-2，且所述非金属反射膜片5-1与弹性膜片5-2均连接为一体。

所述微透镜阵列卡6接于前腔筒1-1与后腔筒1-2之间、且微透镜阵列6的作用面与所述反射膜相对应，同时微透镜阵列6的轴心与反射膜的中心位于同一直线上，以便于加快光信号的传输速度。在微透镜阵列6上耦合有输入光纤8-1和输出光纤8-2，输入光纤8-1与光源连接、输出光纤8-2与信号处理电路连接。在本实施例中，所述输入光纤8-1从通光口4穿入、而输出光纤8-2也是从通光口4穿出。

在所述通光口4的两侧壁体上设有橡胶尾套7。

本实用新型的工作过程为：

Ⅰ、光源驱动模块控制光源，产生满足激光干涉条件的激光，激光通过 光纤传输至光纤传感头，所述光纤传感头将声波的振动强弱转换成光信号，经光纤传输到远端的光电探测器上，所述光电探测器输出光电流，并通过光电转换得到电压信号；Ⅱ、所述信号处理电路接收步骤1中得到的电压信号，适时调整激光器的工作功率，以保证光纤传感头始终处于最灵敏的状态；同时，信号处理电路对此电压信号进行处理，即将此电压信号经放大、滤波、D/A转换、降噪处理后得到一个数字化的理想音频信号；Ⅲ、所述理想音频信号再分别传输至采集存储模块中存储，然后从输出控制电路中输出。而通过无线通信模块与中央控制器连接的远程监控终端具体为客户端app，能对中央控制器得到的理想音频信号进行远程存储、选听及监听的操作。

以上仅为说明本实用新型的实施方式，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.光纤音频监控系统，包括光纤传感头、光信号处理模块和输出控制电路，其特征在于：还包括远程监控终端，所述光信号处理模块包括光源、信号处理电路和用于给光信号处理模块供电的电源模块，所述光源通过光纤与光纤传感头的输入端连接，光纤传感头的输出端通过光纤与信号处理电路连接，所述信号处理电路经一采集存储模块后与所述输出控制电路连接，所述远程监控终端通过无线通信模块与信号处理电路连接。

2.根据权利要求1所述的光纤音频监控系统，其特征在于：所述光纤传感头包括一内部中空的腔筒(1)和安装于腔筒(1)内的微透镜阵列(6)，所述腔筒(1)分为前腔筒(1-1)和后腔筒(1-2)，在前腔筒(1-1)上开设有进音孔(3)，在后腔筒(1-2)内贯穿开设有一通光口(4)，在前腔筒(1-1)内竖直安装有一反射膜；所述微透镜阵列(6)卡接于前腔筒(1-1)与后腔筒(1-2)之间、且微透镜阵列(6)的作用面与所述反射膜相对应；在微透镜阵列(6)上耦合有输入光纤(8-1)和输出光纤(8-2)，输入光纤(8-1)与光源连接、输出光纤(8-2)与信号处理电路连接。

3.根据权利要求2所述的光纤音频监控系统，其特征在于：在所述通光口(4)的两侧壁体上设有橡胶尾套(7)。

4.根据权利要求2所述的光纤音频监控系统，其特征在于：所述微透镜阵列(6)的轴心与反射膜的中心位于同一直线上。

5.根据权利要求3所述的光纤音频监控系统，其特征在于：所述反射膜包括设于中心的非金属反射膜片(5-1)和连接于非金属反射膜片(5-1)两端的弹性膜片(5-2)，且所述非金属反射膜片(5-1)与弹性膜片(5-2)均连接为一体。

6.根据权利要求1所述的光纤音频监控系统，其特征在于：所述信号处理电路包括光电探测器和内集成有灵敏度调节电路的中央控制器，所述灵敏度调节电路的输入端与光电探测器连接、其输出端与光源的控制端连接，所述中央控制器分别与采集存储模块和远程监控终端连接。

7.根据权利要求6所述的光纤音频监控系统，其特征在于：所述灵敏度调节电路主要由放大器、光电二极管和调节电阻构成，所述放大器与光电二极管连接后、再与调节电阻连接，所述调节电阻的输出端与光源连接、且调节电阻的可变端与设于外部的调节旋钮相连。

8.根据权利要求6所述的光纤音频监控系统，其特征在于：所述光电探测器为雪崩光电二极管。

9.根据权利要求6所述的光纤音频监控系统，其特征在于：所述中央控制器为FPGA芯片。

10.根据权利要求1所述的光纤音频监控系统，其特征在于：所述光纤为单模光纤。