CN205981437U - 一种用于拖线阵振动测量的光纤干涉型加速度计 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于拖线阵振动测量的光纤干涉型加速度计,包括光纤、质量块、弹性壳体、端盖、外壳,所述的弹性壳体设有两个,分别通过环氧胶粘接在质量块的两侧,在该质量块内部固定有一个耦合器和两个法拉第旋转镜;在所述质量块一侧的弹性壳体上绕有长度为6.2米的光纤,在所述质量块另一侧的弹性壳体上绕有长度为8.2米的光纤,其中6.2米绕于弹性壳体上,另2米绕于质量块上;在该绕有8.2米光纤的弹性壳体侧设有光单元,该光单元伸出于外壳。本实用新型具有小型化、高灵敏度、低串扰、耐静水压的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤传感技术领域,尤其涉及一种用于拖线阵振动测量的光纤干涉型加速度计。
背景技术
光纤拖曳线列阵是拖曳线列阵进一步向低频、大孔径发展的重要方向之一。目前,全光纤拖曳线列阵的可靠性、拖曳噪声离实际工程应用尚有一定差距。为了实现对全光纤拖曳线列阵的振动加速度测量,以对拖曳状态下声阵段及隔振段不同部位的振动特性进行分析,同时实现湿端的全光化,拟在拖曳线列阵中加装干涉型光纤加速度计。干涉型光纤加速度计内部是一个独立的迈克尔逊干涉仪,通过时分复用和波分复用,可实现一根光纤复用多个基元进行传感。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足,而提供一种实现了小型化、高灵敏度、低串扰、耐静水压的用于拖线阵振动测量的光纤干涉型加速度计,为全光纤拖曳线列阵的拖曳噪声机理研究提供技术基础,同时也可用于其他应用领域的加速度测量。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的,包括光纤、质量块、弹性壳体、端盖、外壳,所述的弹性壳体设有两个,分别通过环氧胶粘接在质量块的两侧,在该质量块内部固定有一个耦合器和两个法拉第旋转镜;在所述质量块一侧的弹性壳体上绕有长度为6.2米的光纤,在所述质量块另一侧的弹性壳体上绕有长度为8.2米的光纤,其中6.2米绕于弹性壳体上,另2米绕于质量块上;在该绕有8.2米光纤的弹性壳体侧设有光单元,该光单元伸出于外壳。
作为优选,所述的外壳和端盖均采用硬铝材料制成,该端盖套于绕有光纤的质量块、弹性壳体外侧,且外壳安装在端盖的两端内,其交接面通过第二O型圈密封;该外壳与光单元间通过第一O型圈密封。
作为优选,所述的弹性壳体采用聚碳酸酯制成。
本实用新型的有益效果为:1、小尺寸:干涉型光纤加速度计的最大外径仅为18mm,可以满足在光纤拖曳线列阵中安装的要求;2、高灵敏度:在10-2000Hz的频段内,光纤加速度计的加速度灵敏度大于22dB ref.1rad/g,频响曲线较为平坦且灵敏度一致性较好,目前,加速度计的1kHz时噪声在-95dB ref.1rad/√Hz,则加速度计的1kHz时等效自噪声约为-117dB ref.1g/√Hz,并且加速度计对声压不敏感;3、低串扰:全频段内,光纤加速度计的串扰小于-30dB;4、耐静水压性能:光纤加速度计经过2MPa耐压测试,可以满足在光纤拖曳 线列阵中的使用要求。
附图说明
图1是本实用新型的光纤绕线部分结构示意图。
图2是本实用新型的整体结构示意图。
附图中的标号分别为:10、光纤;11、质量块;12、弹性壳体;13、端盖;14、外壳;15、光单元;16、第一O型圈;17、第二O型圈。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍:如附图1、2所示,本实用新型包括光纤10、质量块11、弹性壳体12、端盖13、外壳14,所述的弹性壳体12设有两个,分别通过环氧胶粘接在质量块11的两侧,在该质量块11内部固定有一个耦合器和两个法拉第旋转镜,该;在所述质量块11一侧的弹性壳体12上绕有长度为6.2米的光纤10,在所述质量块11另一侧的弹性壳体12上绕有长度为8.2米的光纤10,其中6.2米绕于弹性壳体12上,另2米绕于质量块11上;在该绕有8.2米光纤10的弹性壳体12侧设有光单元15,该光单元15伸出于外壳14。所述的弹性壳体12采用聚碳酸酯制成。
光纤加速度计内部的光路主要由非平衡的迈克尔逊干涉仪组成,迈克尔逊干涉仪由一个小型化2×2耦合器和两个小型化法拉第旋转镜构成,干涉仪的两臂均作为传感臂,一臂为绕有长度为6.2米的光纤10,另一臂为绕有长度为8.2米的光纤10。
所述的外壳14和端盖13均采用硬铝材料制成,该端盖13套于绕有光纤10的质量块11、弹性壳体12外侧,且外壳14安装在端盖13的两端内,其交接面通过第二O型圈17密封;该外壳14与光单元15间通过第一O型圈16密封,以满足耐静水压要求。
本实用新型的安装过程如下:
1)、首先,将弹性壳体12与质量块11用环氧胶粘接,将耦合器先粘接在质量块11内部,带法拉第旋转镜的两臂光纤从弹性壳体12边缘引出;
2)、粘接固化后,利用绕线夹具将光纤10绕制在弹性壳体12上,另一臂以相同方式绕制在质量块11和弹性壳体12上,然后将两个法拉第旋转镜粘接固定在质量块11内部;
3)、最后,采用外壳14进行传感器密封,端盖13与外壳14接触处、端盖13与弹性壳体12接触处均以环氧胶粘接,端盖13与外壳14接缝处通过第二O型圈17密封,外壳14与光单元15间通过第一O型圈16密封。
本实用新型不局限于上述实施方式,不论在其形状或材料构成上作任何变化,凡是采用本实用新型所提供的结构设计,都是本实用新型的一种变形,均应认为在本实用新型保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于拖线阵振动测量的光纤干涉型加速度计,包括光纤(10)、质量块(11)、弹性壳体(12)、端盖(13)、外壳(14),其特征在于:所述的弹性壳体(12)设有两个,分别通过环氧胶粘接在质量块(11)的两侧,在该质量块(11)内部固定有一个耦合器和两个法拉第旋转镜;在所述质量块(11)一侧的弹性壳体(12)上绕有长度为6.2米的光纤(10),在所述质量块(11)另一侧的弹性壳体(12)上绕有长度为8.2米的光纤(10),其中6.2米绕于弹性壳体(12)上,另2米绕于质量块(11)上;在该绕有8.2米光纤(10)的弹性壳体(12)侧设有光单元(15),该光单元(15)伸出于外壳(14)。
2.根据权利要求1所述的用于拖线阵振动测量的光纤干涉型加速度计,其特征在于:所述的外壳(14)和端盖(13)均采用硬铝材料制成,该端盖(13)套于绕有光纤(10)的质量块(11)、弹性壳体(12)外侧,且外壳(14)安装在端盖(13)的两端内,其交接面通过第二O型圈(17)密封;该外壳(14)与光单元(15)间通过第一O型圈(16)密封。
3.根据权利要求1所述的用于拖线阵振动测量的光纤干涉型加速度计,其特征在于:所述的弹性壳体(12)采用聚碳酸酯制成。
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