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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
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Die Anmeldung beansprucht Priorität der chinesischen Patentanmeldung
CN202010246651.4 , die am 31. März 2020 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die Offenbarung bezieht sich auf das technische Gebiet der optischen Faserabtastung und insbesondere auf eine Abtastvorrichtung und ein Verfahren für ein verbessertes Hydrophon, das auf einer Chirp-Gitter-Array-Faser mit geringem Biegeverlust basiert ist
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STAND DER TECHNIK
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Akustische Wellen sind die einzige Energieform, die dem Menschen bekannt ist und die unter Wasser übertragen werden kann. Ein Hydrofon ist ein Sensor zum Erfassen eines Unterwasserziels und zum Navigieren, Messen und Kommunizieren unter Wasser mit sich unterseeisch ausbreitenden Schallwellen als Informationsträger.
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Piezoelektrische Hydrophone und interferometrische faseroptische Hydrophone sind die am häufigsten verwendeten akustischen Unterwassersensoren. Das piezoelektrische Hydrofon hat eine längere Entwicklungsgeschichte, weist eine höhere Reife in der Technik auf, ist einfacher in der Struktur und im Herstellungsprozess und hat eine bessere Kontrolle der Konsistenz in der Massenproduktion. Das piezoelektrische Hydrophon weist jedoch in einigen wichtigen Aspekten Mängel auf, z. B. ist das piezoelektrische Hydrophon unfähig, elektromagnetischen Störungen zu widerstehen, schwer wiederverwendbar, sperrig in der Größe, niedrig in der Empfindlichkeitsleistung und begrenzt im Dynamikbereich, was seine Anwendung einschränkt.
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Verglichen mit dem herkömmlichen piezoelektrischen Hydrofon hat das faseroptische Hydrofon die Vorteile einer hohen Empfindlichkeit, eines guten Frequenzgangs, eines großen Dynamikbereichs, der Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen usw. und ist zu einer wichtigen fortschrittlichen Technik auf dem Gebiet der Hydrophone geworden. Mit der Entwicklung verschiedener Unterwassertechnologien werden höhere Anforderungen an die Reichweite des Hydrofons, die Empfindlichkeit der Hydrofonabtastung und die Größe des Hydrofons gestellt. Das früheste faseroptische Einpunkt-Hydrophon ist heute nur noch schwer in der Lage, großflächige und verteilte Abtastungen zu erfüllen. Ein verteiltes Abtastsystem mit einem großflächigen Array, das auf dem Michelson-Interferenz-Mechanismus basiert, wird angenommen, aber das großflächige Array bringt eine erhöhte Anzahl und Größe optischer Geräte und viele Glasfaser-Fusionspunkte mit sich, was den optischen Pfadverlust erhöht und den Abtastbereich verringert (siehe Rao Wie, Research on Key Technology of High-resolution sensing of Submarine Stratum Structure Using Optical Fiber Vector Hydrophone [D]. National University of Defense Technology, 2012).
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Hydrophone mit Wellenlängenmodulation, die auf Faser-Bragg-Gittern (FBGs) basieren, können ein Hydrophon-Array ohne zusätzliche optische Geräte in den Sensorelementen realisieren. Allerdings definiert der Mechanismus der Wellenlängenmodulation eine niedrige Empfindlichkeit des Schalldrucks, und die großflächige Sensoranordnung ist unmöglich, da mehrere Sensoren fusionsgeschweißt werden müssen, um sie in Reihe zu schalten, was für praktische Anwendungen schwierig ist (siehe Takahashi N, et al. Underwater Acoustic Sensor with Fiber Bragg Grating [J]. Optical Review, 1997, 4(6):691-694.).
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DFB-Faserlaser-Hydrophone auf FBG-Basis werden verwendet, um akustische Signale unter Wasser zu erfassen, indem die Ausgangswellenlänge eines Lasers mit schmaler Linienbreite geändert wird. Diese Konfiguration bietet eine bessere Schalldruckempfindlichkeit, aber das Array kann nicht durch eine Zeitmultiplextechnik aufgebaut werden, da der Resonanzraum des DFB-Lasers kurz ist. Aufgrund des optischen Verlusts an den Fusionsspleißen der Glasfasern können jedoch nur Dutzende von Hydrophonen durch Wellenlängenmultiplexing gemultiplext werden, und der Multiplexing-Maßstab ist begrenzt, was für ein großflächiges Hydrophon-Array nicht ausreicht (siehe Tanaka S, et al., Fiber bragg grating hydrophone array using multi-wavelength laser: simultaneous multipoint underwater acoustic sensing [C]//International Conference on Optical Fibre Sensors. International Society for Optics and Photonics, 2009).
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Faseroptische verteilte akustische Abtastung (Distributed Acoustic Sensing, DAS) wird für die akustische Abtastung durch eine konventionelle Methode verwendet, die ein optisches Zeitbereichsreflektometer auf der Grundlage des Rayleigh-Rückstreueffekts in optischen Fasern einsetzt. Die Rayleigh-Rückstreuung weist jedoch eine zu geringe Kopplungseffizienz und ein geringes Reflexionsvermögen auf, was zu einem niedrigen Signal-Rausch-Verhältnis, einer geringen Empfindlichkeit und einem schlechten Ansprechverhalten führt. Darüber hinaus verwendet die Methode optische Fasern als Sensor und führt Übertragung und Abtastung durch eine optische Faser durch, was dazu führt, dass eine Erhöhung der Empfindlichkeit für das akustische Unterwassersignal zu einem Übertragungsverlust des optischen Signals führen kann und das Signal-Rausch-Verhältnis weiter verringert, weshalb eine strukturelle Erhöhung der Empfindlichkeit für die Messung der akustischen Unterwasserwelle schwierig ist. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die verteilte akustische Messung mit optischen Fasern kaum ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis und eine hohe Empfindlichkeit bei Hydrophonen erreichen kann (siehe Dong Jie, Optical Fiber Distributed Underwater Acoustic Wave Measurement of Spatial Differential Interference [J]. Optical accuracy Engineering, 2017 (9).)
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Für die oben erwähnte Methode ist es schwierig, gleichzeitig eine strukturelle Verbesserung der Empfindlichkeit, eine großflächige Anordnung, einen großen Erfassungsbereich und eine feine Linearität, wie sie für die verteilte Hydrophonabtastung wünschenswert ist, zu realisieren. Um die oben genannten Probleme zu lösen, ist es wünschenswert, eine neuartige verteilte Lichtwellenleiter-Unterwasser-Akustikabtastungstechnik bereitzustellen, die sich durch starke Abtastsignale, die Möglichkeit der strukturellen Verbesserung der Empfindlichkeit und die Fähigkeit des Mehrpunkt-Multiplexings in einem großen Bereich und einem großen Volumen auszeichnet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist ein Gegenstand dieser Offenbarung, eine Abtastvorrichtung und ein Verfahren für ein verbessertes Hydrophon bereitzustellen, das auf einer Chirped-Grid-Array-Faser mit geringem Biegeverlust basiert ist. Gemäß dieser Offenbarung kann die Erfassungssignalstärke durch Einschreiben eines Reflexionsgitters in eine optische Faser verbessert werden, die Schalldruckempfindlichkeit kann für einen Sensor durch strukturelle Verbesserung der Empfindlichkeit verbessert werden, und Mehrpunkt-Multiplexing in einem großen Bereich und einem großen Volumen ohne Fusionsspleiße kann für ein Hydrofon realisiert werden, um mehr praktische Bedürfnisse und Anwendungen zu erfüllen.
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Zu diesem Zweck stellt die vorliegende Offenbarung eine Abtastvorrichtung für ein verbessertes Hydrophon bereit, die auf einer Faser mit gechirpter Gitteranordnung und geringem Biegeverlust basiert, umfassend: einen interferometrischen akustischen Abtastdemodulator mit verteilten Fasergittern, eine Faser mit gechirptem Gitterarray und einen metallischen elastischen Zylinder, wobei die Faser zwischen zwei benachbarten gechirpten Gittern in der Faser mit gechirptem Gitterarray einen Gittermessbereich bildet und die Gittermessbereiche ungeradzahlige gechirpte Gittermessbereiche und geradzahlige gechirpte Gittermessbereiche umfassen, wobei die ungeradzahligen gechirpten Gittermessbereiche auf den metallischen elastischen Zylinder gewickelt sind, die geradzahligen gechirpten Gittermessbereiche linear entlang einer Länge des metallischen elastischen Zylinders angeordnet sind und alle gechirpten Gitter in der gechirpten Gitterarrayfaser in einer geraden Linie entlang der Länge des metallischen elastischen Zylinders positioniert sind; ein optisches Signalausgangsende des interferometrischen akustischen Demodulators 1 mit verteilten Fasergittern mit einem Ende der Faser mit gechirptem Gitterarray verbunden ist, und das andere Ende der Faser mit gechirptem Gitterarray verknotet und aufgehängt oder mit einem Faserabschluss verbunden ist.
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Ferner ist die Abtastvorrichtung für das verbesserte Hydrophon auf der gechirpten Gitterarray-Faser mit geringem Biegeverlust basiert, wobei der interferometrische verteilte Fasergitter-Akustikabtastdemodulator eine unabhängige Interferenzdemodulation an den Gittermessflächen auf der gechirpten Gitterarray-Faser durch Kurzpulsanpassungsinterferenz durchführt, demoduliert, um die Phasenänderungsinformation jeder Gittermessfläche zu erhalten, und linear wiederherstellt, um die Zeitfrequenzinformation des externen Unterwasserschalldrucks zu erhalten, der durch jede Gittermessfläche durch die Phasenänderungsinformation jeder Gittermessfläche abgetastet wird.
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Diese Offenbarung ist in den folgenden Aspekten vorteilhaft.
- 1. Gemäß dieser Offenbarung wird die gechirpte Gitter-Array-Faser als grundlegende Unterwasser-Sensoreinheit verwendet, und das Signal-Rausch-Verhältnis des Systems wird durch das stärkere reflektierte Lichtsignal des hochkapazitiven identischen niedrig-reflektierenden gechirpten Fasergitter-Arrays um 30-40 dB verbessert als das herkömmliche Rayleigh-Streulicht.
- 2. Das einzelne identische Chirped-Fasergitter-Array mit hoher Kapazität und niedrigem Reflexionsvermögen, das in dieser Offenbarung angenommen wird, hat keine Fusionsspleiße, daher keinen Schweißverlust und einen erhöhten Erfassungsbereich.
- 3. Diese Offenbarung nimmt einen Metallzylinder aus elastischen Materialien an, der eine hohe Empfindlichkeit und schnelle Reaktionen auf dynamischen Druck aufweist, einen positiven und offensichtlichen Effekt auf die Erhöhung der Empfindlichkeit der darauf gewickelten optischen Faser hat und die Empfindlichkeit der gewickelten optischen Faser steuern kann; außerdem wird die volle optische Faser (keine Fusionsspleiße) Charakteristik des Chirped Grating Array optischen Fasersensors sichergestellt.
- 4. Die Chirped-Grid-Array-Lichtleitfaser wird auf der verlustarmen, biegeunempfindlichen Lichtleitfaser vorbereitet, der durch Biegung verursachte Übertragungsverlust wird reduziert, während die strukturelle Empfindlichkeit erhöht und der Einfluss auf den Erfassungsbereich reduziert wird.
- 5. Das gechirpte Gitter Array optische Faser in dieser Offenbarung ist auf der verlustarmen bend-unempfindlichen optischen Faser auf Linie eingeschrieben, und die Art des gechirpten Gitters ist identisch niedrige Reflektivität gechirpte Gitter, wo Parameter wie Reflexion Spektren, Reflektivitäten und effektive Bandbreiten sind im Grunde die gleichen, jeweils. Darüber hinaus hat das gechirpte Gitter ein breiteres Spektrum als andere übliche Gitter (z. B. temperatursensitive Gitter), die 3-dB-Bandbreite erreicht etwa 4 nm, was den Einfluss der Temperaturdrift des Spektrums auf die akustische Unterwassererfassung effektiv kontrolliert; derzeit ist die Verwendung von gechirpten Gitterarrays in Hydrophonen noch nicht gefunden worden.
- 6. Diese Offenbarung verwendet einen interferometrischen verteilten Fasergitter-Akustiksensor-Demodulator, der demoduliert, um die Phasenänderungsinformation jedes Gittermessbereichs durch kurze Impulsanpassungsinterferenz zu erhalten, und linear wiederherstellt, um die Zeitfrequenzinformation des externen Unterwasserschalldrucks zu erhalten, der von jedem Gittermessbereich durch die Phasenänderungsinformation jedes Gittermessbereichs erfasst wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Struktur dieser Offenbarung zeigt;
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- 1
- Interferometrischer verteilter Fasergitter-Akustiksensor-Demodulator,
- 2
- chirpendes Gitter-Array-Faser,
- 2.1
- chirpendes Gitter,
- 2.2
- chirpendes Gitter mit ungerader Zahl als Messbereich,
- 2.3
- chirpendes Gitter mit gerader Zahl als Messbereich,
- 3
- metallischer elastischer Zylinder.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Offenbarung wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen und spezifischen Beispiele näher beschrieben.
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Eine Abtastvorrichtung für ein verbessertes Hydrophon, das auf einer gechirpten Gitterarray-Faser mit geringem Biegeverlust basiert, wie in 1 gezeigt, umfasst einen interferometrischen akustischen Abtastdemodulator mit verteilten Fasergittern 1, eine gechirpte Gitterarray-Faser 2 und einen elastischen Metallzylinder 3, wobei die Faser zwischen zwei benachbarten gechirpten Gittern 2.1 in der gechirpten Gitterarray-Faser 2 einen Gittermessbereich bildet und die Gittermessbereiche ungeradzahlige gechirpte Gittermessbereiche 2. 2 und geradzahlige gechirpte Gittermessbereiche 2.3 umfassen, dienen die ungeradzahligen gechirpten Gittermessbereiche 2.2 als Empfindlichkeitsverbesserungsbereiche und sind dicht auf den metallischen elastischen Zylinder 3 gewickelt (um die Abtastempfindlichkeit des Sensors durch Erhöhung der Länge und Dichte des Sensors pro Flächeneinheit zu verbessern), und die geradzahligen gechirpten Gittermessbereiche 2.3 sind linear entlang einer Länge des metallischen elastischen Zylinders 3 angeordnet (nur die Empfindlichkeit zu erhöhen, d.h., nur die Wicklung, kompromittiert den Erfassungsbereich, während nun die ungeraden gechirpten Gittermessflächen die Empfindlichkeit erhöhen und die geraden gechirpten Gittermessflächen den Erfassungsbereich sicherstellen), um die Anforderung der weiträumigen verteilten Erfassung des Hydrophons zu erfüllen; alle gechirpten Gitter 2. 1 in der Chirp-Gitter-Array-Faser 2 sind in einer geraden Linie entlang der Länge des metallischen elastischen Zylinders 3 positioniert, so dass die Genauigkeit der Positionierung des Sensors gewährleistet ist; ein optisches Signalausgangsende des interferometrischen verteilten Faser-Gitter-Akustiksensor-Demodulators 1 ist mit einem Ende der Chirp-Gitter-Array-Faser 2 verbunden, und das andere Ende der Chirp-Gitter-Array-Faser 2 ist verknotet und aufgehängt oder mit einem Faserabschluss verbunden, so dass die Lichtintensitätsinterferenz auf dem System, die durch Reflexion an einer Endfläche eines Endes der Faser verursacht wird, vermieden werden kann.
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Der metallische elastische Zylinder 3 ist vorzugsweise ein hohler Zylinder aus rostfreiem Stahl, der eine gute chemische Stabilität und ein gutes Ansprechverhalten auf dynamischen Druck aufweist.
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Bei der obigen technischen Lösung führt der interferometrische verteilte Fasergitter-Akustiksensor-Demodulator 1 eine unabhängige Interferenzdemodulation an den Gittermessbereichen auf der gechirpten Gitterarray-Faser 2 durch eine KurzpulsAnpassungsinterferenz durch (insbesondere durch ein 3×3-Koppler-Phasendemodulationsverfahren bei einer Demodulationsfrequenz von 10 kHz), demoduliert, um die Phasenänderungsinformationen jedes Gittermessbereichs zu erhalten (siehe Zhengying, Li, et al. „Simultaneous distributed static and dynamic sensing based on ultra-short fiber Bragg gratings.“ Optics Express 26.13(2018):17437-17446.), und stellt linear wieder her, um die Zeitfrequenzinformation des externen Unterwasserschalldrucks, der von jedem Gittermessbereich erfasst wird, durch die Phasenänderungsinformation jedes Gittermessbereichs zu erhalten, wodurch der Zweck der akustischen Unterwassererfassung mit Fasern erfüllt wird. Die oben beschriebene Demodulation hat die Vorteile einer hohen Demodulationsempfindlichkeit und -genauigkeit, einer hohen Geschwindigkeit, einer guten Echtzeitleistung und dergleichen.
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In der obigen technischen Lösung ist die optische Chirped-Grid-Array-Faser 2 die Chirped-Grid-Array-Faser mit geringem Biegeverlust, die Chirped-Grid-Array-Faser mit geringem Biegeverlust wird durch Einschreiben auf einer verlustarmen, biegeunempfindlichen optischen Singlemode-Faser gebildet, und ein einzelnes identisches Faser-Chirped-Grid-Array mit hoher Kapazität (einschließlich mehr als 1000 Gittern) mit geringem Reflexionsvermögen in der Chirped-Grid-Array-Faser mit geringem Biegeverlust hat keine Fusionsspleiße, was einen geringen Verlust gewährleistet; der Typ des Chirped-Gratings 2. 1 ist das identische gechirpte Gitter mit niedrigem Reflexionsvermögen mit einer Reflektivität von weniger als -30 dB, und ein zusätzlicher Makrobiegeverlust von 10 Windungen der gechirpten Gitterarray-Faser mit niedrigem Biegeverlust mit einem Radius von 15 mm ist ≤ 0,2 dB.
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Eine breitere Reflexionsbandbreite des identischen niedrig-reflektierenden gechirpten Gitters kann den Einfluss der externen Temperaturänderung auf ein optisches Demodulationspfadsystem kontrollieren. Die Längen der identischen gechirpten Gitter mit niedrigem Reflexionsvermögen sind gleich, und die Abstände zwischen zwei benachbarten identischen gechirpten Gittern mit niedrigem Reflexionsvermögen sind gleich (innerhalb eines bestimmten Fehlerbereichs), was einerseits die positionsgenaue Erfassung von Unterwasserzielen erleichtert und andererseits ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis des Systems gewährleistet als die herkömmliche OTDR-Technik, die auf dem Rayleigh-Streuungseffekt basiert.
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In der obigen technischen Lösung hat das gechirpte Gitter ein breiteres Spektrum als andere übliche Gitter (z. B. temperaturempfindliche Gitter), die 3-dB-Bandbreite des Gitterreflexionsspektrums des identischen gechirpten Gitters mit niedrigem Reflexionsvermögen beträgt 1-6 nm, was den Einfluss der Temperaturdrift des Spektrums auf die akustische Unterwassererfassung effektiv kontrolliert.
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In der obigen technischen Lösung sind alle identischen gechirpten Gitter mit niedrigem Reflexionsvermögen in der gechirpten Gitteranordnung Faser 2 in gleichen Abständen verteilt, und die gechirpte Gitteranordnung zeigt identische Parameter und Indizes unter allen gechirpten Gittern, d.h. Reflexionsspektren, Reflexionsvermögen, effektive Bandbreiten, und andere charakteristische Parameter aller gechirpten Gitter auf der Faser jeweils gleich sind, so dass das optische Demodulationspfadsystem bei der Einstellung optischer Parameter wie der optischen Pulsbreite und der Pulsintensität erleichtert wird, während die Zuverlässigkeit und Stabilität des optischen Demodulationspfadsystems gewährleistet ist.
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Bei der obigen technischen Lösung ist eine axiale Länge der optischen Faser, die von den ungeradzahligen Chirp-Gitter-Messbereichen 2.2 umwickelt ist, weitaus geringer als eine Länge der geradzahligen Chirp-Gitter-Messbereiche 2.3, so dass der Verstärkungseffekt der Empfindlichkeits-Verstärkungsbereiche auf Unterwasserschall verbessert wird und die Anforderung der verteilten Fernabtastung des Hydrophons erfüllt ist.
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Bei der obigen technischen Lösung können die Dichte und die Straffheit der Wicklung der optischen Faser eingestellt werden, indem eine bestimmte Länge der optischen Faser reserviert wird, so dass die Erfassungsempfindlichkeit des Hydrophons innerhalb eines bestimmten Bereichs eingestellt werden kann, je nachdem, wie die optische Faser gewickelt ist (Spannung und Dichte).
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In der obigen technischen Lösung wird die Chirped-Grid-Array-Faser mit geringem Biegeverlust, die auf der verlustarmen, biegeunempfindlichen optischen Singlemode-Faser basiert, strukturell in ihrer Empfindlichkeit verbessert, indem sie auf einen elastischen Körper gewickelt wird, und der Einfluss des durch Biegung verursachten Verlusts auf die Übertragungsstrecke wird minimiert.
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Bei der obigen technischen Lösung wird die Verformung des metallischen elastischen Zylinders 3, die durch den Unterwasserschall verursacht wird, direkt in eine axiale Dehnung der darauf gewickelten Chirp-Gitter-Array-Faser 2 umgewandelt, und die Phasenänderungsinformation, die aus dem Unterwasserschall resultiert, wird in Echtzeit mit dem interferometrischen akustischen Demodulator 1 mit verteilten Fasergittern gemäß einem Phasen-Spannungs-Dehnungs-Modell der Faser demoduliert, so dass eine hochempfindliche Erfassung von Schalldrucksignalen realisiert wird. Die Nutzung der axialen Dehnung der Faser, d. h. der Längenänderungen der Faser, zur Realisierung der akustischen Unterwassererfassung hat eine gute dynamische Reaktion im Niederfrequenzbereich (unter 10 kHz).
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Schalldruckerfassungsverfahren auf der Basis einer gechirpten Gitterarray-Faser mit geringem Biegeverlust, mit den folgenden Schritten:
- Schritt 1: Verbinden eines Endes der gechirpten Gitterarray-Faser 2 mit dem optischen Signalausgangsende des interferometrischen akustischen Demodulators 1 mit verteilten Fasergittern und Belassen des anderen Endes der gechirpten Gitterarray-Faser 2, das verknotet und aufgehängt ist, oder Verbinden desselben mit dem Faserabschluss;
- Schritt 2: Wickeln und Verlängern der gechirpten Gitterarray-Faser 2 entlang des metallischen elastischen Zylinders 3 in einer solchen Weise, dass die Faser zwischen zwei benachbarten gechirpten Gittern 2.1 in der gechirpten Gitterarray-Faser 2 den Gittermessbereich bildet, wobei die ungeradzahligen gechirpten Gittermessbereiche 2. 2 als Empfindlichkeitsverstärkungsbereiche dienen und eng um den metallischen elastischen Zylinder 3 gewickelt sind, die geradzahligen gechirpten Gittermessbereiche 2.3 linear entlang der Länge des metallischen elastischen Zylinders angeordnet sind, um die Anforderung des verteilten Schleppens des Hydrophons zu erfüllen, und alle gechirpten Gitter 2.1 in der gechirpten Gitterarray-Faser 2 in einer geraden Linie entlang der Länge des metallischen elastischen Zylinders 3 angeordnet sind; und
- Schritt 3: Umwandlung der durch den Unterwasserschall verursachten Verformung des metallischen elastischen Zylinders 3 direkt in die axiale Dehnung der darauf gewickelten Chirp-Gitter-Array-Faser 2, und Demodulation der aus dem Unterwasserschall resultierenden Phasenänderungsinformation in Echtzeit mit dem interferometrischen verteilten Fasergitter-Akustiksensor-Demodulator 1 gemäß dem Phasenspannungs-Dehnungs-Modell der Faser, um eine hochempfindliche Erfassung von Schalldrucksignalen zu realisieren.
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In Schritt 3 beinhaltet das Demodulieren der Phasenänderungsinformation, die aus dem Unterwasserschall resultiert, in Echtzeit mit dem interferometrischen akustischen Abtastdemodulator 1 mit verteilten Fasergittern gemäß dem Phasenspannungs-Dehnungs-Modell der Faser, um eine hochempfindliche Abtastung von Schalldrucksignalen zu realisieren:
- Durchführen einer unabhängigen Interferenzdemodulation an den Gittermessbereichen auf der Chirped-Grid-Array-Faser 2 durch den interferometrischen verteilten Fasergitter-Akustiksensor-Demodulator 1 durch Kurzimpuls-Anpassungsinterferenz, Demodulieren, um die Phasenänderungsinformation jedes Gittermessbereichs zu erhalten, und lineares Wiederherstellen, um die Zeitfrequenzinformation des externen Unterwasserschalldrucks, der durch jeden Gittermessbereich erfasst wird, durch die Phasenänderungsinformation jedes Gittermessbereichs zu erhalten.
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Gemäß dieser Offenbarung überwindet die dynamische Druck-Antwort-Charakteristik des metallischen elastischen Zylindermaterials den Defekt in dem bestehenden faseroptischen Hydrophon, dass die Empfindlichkeit der optischen Faser selbst auf den Unterwasser-Schalldruck nicht hoch genug ist, und verbessert die Empfindlichkeit der akustischen Abtastung durch die strukturelle Verbesserung der Empfindlichkeit und das interferometrische verteilte optische Fasergitter akustische Abtast-Demodulationssystem erheblich (in dem minimalen Ausmaß des Einflusses auf die Abtastlänge erhöht das Wickeln der ungeraden Bereiche die Antwortlänge der optischen Faser in einer festen Länge und verbessert so die Empfindlichkeit).
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Was in dieser Spezifikation nicht im Detail beschrieben wurde, ist der dem Fachmann bekannte Stand der Technik.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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