基于光纤布拉格光栅的光纤水听器探头结构设计

发布时间：2021-01-18 14:02

　　光纤布拉格光栅水听器是一种把水下声信号转换成光信号的换能器,是水声学中重要的传感器,在实际工程应用中,对水听器探头的声压灵敏度、抗加速度性能、耐静水压性能都有较高要求。本论文首先研究了光纤布拉格光栅水听器的技术原理和水听器探头结构的国内外研究成果;其次研究了应力传感原理、温度传感机理和应力-温度交叉敏感特性,并对各种信号解调技术进行了分析与对比;在此基础上,完成了下列主要工作:（1）提出了使用对称双弹性膜片的总体结构方案。完成了基于套管的温度补偿结构的水听器探头结构方案设计。设计方案中采用弹性膜片封装的探头结构,在弹性力学的相关基础理论上,探索了该种探头结构形式的水听器的声压敏感度、加速度响应敏感度、温度灵敏度、动态频率等特性。（2）完成了弹性膜片封装结构的光纤布拉格光栅水听器样品制造装配,初步探讨了该探头结构的工艺性技术。（3）完成了水听器样件的测试实验。测试了水听器样件的声压相位灵敏度、抗加速度性能、温度补偿性能、耐压性能,测试实验检验了基于弹性膜片封装结构的水听器的声压敏感特性、加速度敏感特性及温度补偿特性和耐压特性。 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

梭形结构封装的FBG

图 1-2 薄弹簧钢板增敏结构的 FBG设计了曲伸式光纤布拉格光栅水听器，该结构示意如图敏感结构是悬臂式的，探测水中声压时弯曲变形，可以了抗干扰能力[21]。图 1-3 曲伸式增敏结构示意种结构的增敏原理都是通过两端的曲面型结构受压变形现水声探测功能。缺点在于探头结构零件加工过程中

图 1-3 曲伸式增敏结构示意构的增敏原理都是通过两端的曲面型结构受压变水声探测功能。缺点在于探头结构零件加工过程装过程中存在装配误差，这些因素都会使传感光置处，因而水听器的频响特性都受很大影响，探探头结构类型中的 FBG 受压方式均为侧面受压国内专家研发了多种端部受压的 FBG 探头结构的李东明与中船重工七一五研究所的专家共同设的薄片作为增敏结构的光纤布拉格光栅水听器。用而产生形变，从而拉动传感光栅，产生形变。结构更好，同时增敏零件为圆形，对称性较好，究实验表明，这种探头结构的探测效果比裸光纤提兹频率范围中，声压相位灵敏度为 171.5～ 163

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2985077