RU2105955C1 - Fiber-optical meter of vertical distribution of velocity of sound in ocean - Google Patents
Fiber-optical meter of vertical distribution of velocity of sound in ocean Download PDFInfo
- Publication number
- RU2105955C1 RU2105955C1 RU95107378A RU95107378A RU2105955C1 RU 2105955 C1 RU2105955 C1 RU 2105955C1 RU 95107378 A RU95107378 A RU 95107378A RU 95107378 A RU95107378 A RU 95107378A RU 2105955 C1 RU2105955 C1 RU 2105955C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- meter
- ocean
- processing
- subject
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для определения зависимости скорости звука от координаты, например по глубине океана. The invention relates to the field of hydroacoustics and can be used to determine the dependence of the speed of sound on the coordinate, for example, by the depth of the ocean.
Известен измеритель того же назначения, содержащий установленные по вертикали импульсный гидроакустический излучатель и несколько отражателей звука, а также блоки обрабатывающей и регистрирующей аппаратуры [1]
Недостатком известного измерителя является отсутствие оптического сигнала на его выходе, что затрудняет его согласование с оптической линией связи, которая в недалеком будущем будет являться основным каналом передачи информации.Known meter of the same purpose, containing vertically mounted pulsed sonar emitter and several reflectors of sound, as well as blocks of processing and recording equipment [1]
A disadvantage of the known meter is the lack of an optical signal at its output, which makes it difficult to coordinate with the optical communication line, which in the near future will be the main channel for transmitting information.
Известен измеритель вертикального распределения скорости звука в океане, содержащий закрепленные на штанге-буксире на фиксированном расстоянии друг от друга контрольные элементы, импульсный гидроакустический излучатель, установленный на одном из концов штанги- буксира, напротив контрольных элементов, блок обработки и регистрации [2]
Данный измеритель принят за прототип.A known meter of the vertical distribution of the speed of sound in the ocean, containing control elements fixed to a tugboat at a fixed distance from each other, a pulsed sonar emitter mounted at one end of the tugboat, opposite the control elements, processing and recording unit [2]
This meter is taken as a prototype.
Недостатком прототипа является отсутствие на выходе измерителя оптического сигнала. The disadvantage of the prototype is the absence of an optical signal at the output of the meter.
Техническим результатом, получаемым при внедрении изобретения, является обеспечение на выходе измерителя вертикального распределения скорости звука оптического сигнала, несущего информацию об измеряемом поле скоростей. The technical result obtained by the implementation of the invention is the provision at the output of the meter of the vertical distribution of the speed of sound of an optical signal that carries information about the measured velocity field.
Данный технический результат получают за счет того, что в известный измеритель вертикального распределения скорости звука в океане, содержащий закрепленные на штанге-буксире на фиксированном расстоянии друг от друга контрольные элементы, импульсный гидроакустический излучатель, установленный на одном из концов штанги-буксира, напротив контрольных элементов, блок обработки и регистрации, введены источник когерентного света и фотоприемник, выход которого подключен к входу блока обработки и регистрации, а контрольные элементы выполнены в виде чувствительных волоконных катушек, образованных расположенными по длине штанги-буксира опорным и предметным волокнами, причем источник когерентного света, фотоприемник, опорное волокно и предметное волокно оптически согласованы в интерферометр, посредством волоконной линии связи. This technical result is obtained due to the fact that in the known meter of the vertical distribution of the speed of sound in the ocean, containing control elements fixed to the tow bar at a fixed distance from each other, a pulsed sonar emitter mounted at one end of the tow bar, opposite the control elements , a processing and registration unit, a coherent light source and a photodetector are introduced, the output of which is connected to the input of the processing and registration unit, and the control elements are made s in the form of sensitive fiber coils formed by the supporting and subject fibers located along the length of the tow bar, the coherent light source, photodetector, reference fiber and subject fiber being optically matched to the interferometer via a fiber communication line.
При этом в предметном или опорном оптическом волокне установлено фазосдвигающее устройство. At the same time, a phase-shifting device is installed in the subject or reference optical fiber.
Импульсный гидроакустический излучатель подключен к генератору широтно-импульсных сигналов, а блок обработки и регистрации включает полосовой фильтр, вход которого является входом этого блока. A pulsed sonar emitter is connected to a pulse-width signal generator, and the processing and recording unit includes a band-pass filter, the input of which is the input of this unit.
На фиг.1 представлена конструктивная схема измерителя; на фиг.2 - оптическая схема измерителя; на фиг. 3-5 временные диаграммы, поясняющие принцип работы измерителя. Figure 1 presents the structural diagram of the meter; figure 2 is an optical diagram of the meter; in FIG. 3-5 time diagrams explaining the principle of operation of the meter.
Измеритель содержит (фиг. 1) закрепленные на штанге-буксире 1 на известном расстоянии друг от друга контрольные элементы в виде волоконно-оптических катушек 2, источник 3 когерентного света и фотоприемник 4, оптически согласованные в интерферометр (фиг.2). The meter contains (Fig. 1) fixed on the tow bar 1 at a known distance from each other control elements in the form of fiber optic coils 2, a source of
Волоконные катушки 2 в интерферометре расположены в его опорном и предметном плечах (волокнах) и представляют собой чувствительные элементы, выполненные в виде отдельных частей предметного и опорного волокон. Все волоконные катушки 2 расположены в исследуемой среде, поэтому их деление на предметные и опорные является условным (на фиг.2 предметные катушки обозначены условно под позицией 21, а опорные под позицией 22.Fiber coils 2 in the interferometer are located in its supporting and subject shoulders (fibers) and are sensitive elements made in the form of separate parts of the subject and reference fibers. All fiber coils 2 are located in the medium under study, therefore, their division into subject and support is conditional (in figure 2, the subject coils are conventionally designated under the position 2 1 , and the support under the position 2 2 .
В предметном или опорном оптических волокнах установлено фазосдвигающее устройство 5. In the subject or reference optical fibers installed phase-
Напротив чувствительных элементов установлен импульсный гидроакустический излучатель 6. Opposite the sensing elements mounted pulsed sonar emitter 6.
В частном случае импульсный гидроакустический излучатель 6 может быть подключен к генератору широтно-импульсных сигналов (на чертеже не показан) и излучать широтно-импульсные сигналы. В этом случае на выходе фотоприемника 4 устанавливают полосовой фильтр 7, выход которого через усилитель 8 подключают к блоку регистрирующей аппаратуры 9. Блоки 7, 8, 9 образуют конструктивно блок обработки и регистрации. In the particular case of a pulsed sonar emitter 6 can be connected to a pulse width generator (not shown) and emit pulse width signals. In this case, a band-
Вся обрабатывающая и регистрирующая аппаратура, а также генераторы электрических сигналов находятся, например, в плавающем буе 10, снабженном также радиопередатчиком (на чертеже не показан) и радиоантенной 11. All processing and recording equipment, as well as electric signal generators, are, for example, in a floating buoy 10, also equipped with a radio transmitter (not shown) and a radio antenna 11.
Электронная аппаратура может располагаться на судне или другом плавсредстве. Измеритель также снабжается всеми необходимыми для погружения и подъема средствами (на чертеже не показаны). Electronic equipment may be located on a ship or other craft. The meter is also equipped with all the necessary tools for immersion and lifting (not shown in the drawing).
Измеритель работает следующим образом. The meter works as follows.
Опускают измеритель в исследуемую область океана и включают все элементы аппаратуры, расположенной в приведенном на фиг.1 исполнение измерителя, в плавающем на поверхности океана буе 10. The meter is lowered into the studied region of the ocean and all the elements of the equipment located in the embodiment of the meter shown in Fig. 1 are included in a buoy 10 floating on the surface of the ocean.
Включение аппаратуры может производиться дистанционно через радиоантенну 11 или по заранее заданной программе. При этом начальную разность фаз на выходной кривой 12 интерферометра (фиг. 3) предварительно устанавливают, например, с помощью фазосдвигающего устройства 5 (фиг.2) равной 90o (на фиг. 3 точка А).Turning on the equipment can be done remotely through the radio antenna 11 or according to a predetermined program. In this case, the initial phase difference on the
Импульсный гидроакустический излучатель 6 (фиг.1) излучает на контрольные элементы в виде волоконных катушек 2 акустические импульсы. При этом на выходе интерферометра будет наблюдаться серия импульсов 13 фототока (фиг.4), которая несет информацию о скорости звука на различных глубинах океана. Pulse sonar emitter 6 (figure 1) emits on the control elements in the form of fiber coils 2 acoustic pulses. In this case, at the output of the interferometer, a series of 13 photocurrent pulses will be observed (Fig. 4), which carries information about the speed of sound at various depths of the ocean.
Для улучшения помехоустойчивости измерителя к различным гидроакустическим помехам излучаемые гидроакустическим излучателем импульсы могут носить широтно-импульсный характер, т.е. представлять собой отрезки синусоид 14, следующих через определенные интервалы времени (фиг.5). To improve the noise immunity of the meter to various hydroacoustic interferences, the pulses emitted by the hydroacoustic emitter can have a pulse-width character, i.e. represent segments of
В этом случае на выходе измерителя (фотоприемника 4) также будут присутствовать серии импульсов фототока, которые выделяются на фоне помех полосовым фильтром 7, усиливают усилителем 8 и регистрируют регистратором 9 (фиг. 2). In this case, at the output of the meter (photodetector 4) there will also be a series of photocurrent pulses that are emitted against the background of interference by a band-
Амплитуды излучаемых импульсов задают исходя из размеров линейного участка выходной кривой 12 (на фиг.3 под позицией 15 обозначен входной сигнал интерферометра, а под позицией 16 его выходной сигнал). The amplitudes of the emitted pulses are set based on the dimensions of the linear portion of the output curve 12 (in Fig. 3, under the
Таким образом, измеритель позволяет измерить вертикальное распределение скорости звука в океане с помощью одного волоконно- оптического интерферометра. При этом на его полезный сигнал в виде оптических импульсов не будут оказывать влияния помехи стационарного характера (температура, гидростатическое давление), поскольку как опорные, так и предметные катушки располагаются в одной и той же среде. Thus, the meter allows you to measure the vertical distribution of the speed of sound in the ocean using a single fiber-optic interferometer. At the same time, its useful signal in the form of optical pulses will not be affected by stationary interference (temperature, hydrostatic pressure), since both support and object coils are located in the same medium.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95107378A RU2105955C1 (en) | 1995-05-06 | 1995-05-06 | Fiber-optical meter of vertical distribution of velocity of sound in ocean |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95107378A RU2105955C1 (en) | 1995-05-06 | 1995-05-06 | Fiber-optical meter of vertical distribution of velocity of sound in ocean |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95107378A RU95107378A (en) | 1996-12-20 |
RU2105955C1 true RU2105955C1 (en) | 1998-02-27 |
Family
ID=20167536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95107378A RU2105955C1 (en) | 1995-05-06 | 1995-05-06 | Fiber-optical meter of vertical distribution of velocity of sound in ocean |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2105955C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115290175B (en) * | 2022-10-08 | 2022-12-20 | 天津大学 | Sea water sound velocity measuring device and method and ocean distance measuring system |
-
1995
- 1995-05-06 RU RU95107378A patent/RU2105955C1/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95107378A (en) | 1996-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5051965A (en) | Acousto-optical marine sensor array | |
US4589285A (en) | Wavelength-division-multiplexed receiver array for vertical seismic profiling | |
CA1124384A (en) | Stable fiber-optic hydrophone | |
EP0037668B1 (en) | Optical transducer means | |
US4648082A (en) | Marine acoustic gradient sensor | |
EP2807461B1 (en) | Location and monitoring of undersea cables | |
US5345522A (en) | Reduced noise fiber optic towed array and method of using same | |
RU2485454C2 (en) | Distributed fibre-optic system of vibroacoustic signals registration | |
US20130100768A1 (en) | Signal stacking in fiber optic distributed acoustic sensing | |
US4321463A (en) | Low frequency laser fiberoptic detector apparatus for musical instruments and intrusion detection | |
US5734623A (en) | Fiber optic sound velocity profiler | |
CN102713528A (en) | Method and apparatus for optical sensing | |
US4313192A (en) | Optical transducer array system | |
DE69523766D1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING AND TRANSMITTING POSITION DATA BY MEANS OF OPTICAL SIGNALS | |
EP0516662B1 (en) | Electrooptical sensor system for marine seismic data acquisition | |
Peng et al. | Optical fiber hydrophone systems | |
RU2105955C1 (en) | Fiber-optical meter of vertical distribution of velocity of sound in ocean | |
Chen et al. | Fully distributed hydroacoustic sensing based on lightweight optical cable assisted with scattering enhanced fiber | |
CN116291384A (en) | Distributed optical fiber acoustic logging method and system | |
US9448319B2 (en) | All fiber towed array | |
US5991236A (en) | Method of measuring buried objects, geological formations and sediment properties | |
RU2231026C1 (en) | Meter for measuring parameters of internal waves in sea medium | |
Li et al. | Draw tower grating-based distributed acoustic sensing system and its applications | |
RU2234105C2 (en) | Acoustic fiber-optic antenna | |
Buisman et al. | Near real-time nautical depth mapping via horizontal optical fibers and distributed acoustic sensing |