[发明专利]一种基于光相位解调仪的相移灵敏度通用校准系统及方法

权利要求书

1.一种基于光相位解调仪的相移灵敏度通用校准系统，其特征是：由控制和管理系统、水声信号发射系统、光相位解调系统和电信号接收系统四个子系统组成，控制和管理系统是计算机及其外设，通过通用接口管理与控制水声信号发射系统，光相位解调系统和电信号接收系统三部分工作，并进行参数设置和信号处理计算；水声信号发射系统由信号源、功率放大器、发射换能器和声管组成，用于得到光纤水听器校准所需要的声场；信号源的信号通过功率放大器放大后，输入发射换能器，发射换能器发出特定频率的声信号，以水为声波传播媒质，在声管中形成稳定的声场；光相位解调系统用于解调光纤水听器输出的光干涉信号，光纤水听器感应声场中的声波，并输出光干涉信号进入解调仪处理；电信号接收系统由滤波器，示波器和数字采集卡组成，采集卡采集被测光纤水听器光信号解调系统的模拟输出信号和标准水听器的输出信号。

2.根据权利要求1所述的基于光相位解调仪的相移灵敏度通用校准系统，其特征是：光相位解调子系统由OPD4000相位解调仪、窄线宽激光光源和外调制器组成，用于对干涉光的相位进行实时解调并采用模拟信号输出结果，从光纤水听器出来的光干涉信号经过解调处理以后得到所需要的光相位数值。

3.一种采用如权利要求1所述的基于光相位解调仪的相移灵敏度通用校准系统的校准方法，其特征是：首先窄线宽激光光源经过外调制器的高频调制后进入光纤水听器，输入光在光纤水听器内部分成感应臂光路和参考臂光路两路，光纤水听器处在声场中，声波作用在光纤水听器上，使得水听器内部的感应臂光纤产生变化，而水听器的参考臂不感应声场，感应臂和参考臂干涉后的干涉光输入到解调仪中，采用PGC信号处理技术解调出的干涉光的光相位，该光相位的数值与声波的大小成固定比例，得到声波大小和光相位大小，然后依据公式得到光纤水听器的相移灵敏度。

4.根据权利要求3所述的基于光相位解调仪的相移灵敏度通用校准方法，其特征在于：校准系统采用比较法，将相位干涉型光纤水听器和标准水听器分别或同时置于校准声场中进行测量，标准水听器是指其灵敏度已知的水听器，用于测量声场大小，在声压作用下光纤水听器输出受调制的光信号，经光电转换后变成电信号，相位解调后对它进行测量得到其光相移值为φ；再测得标准水听器输出的开路电压信号U₀；利用已知的标准水听器的灵敏度M₀，灵敏度通常采用对数的表达方式，由下列公式进行计算，即可得到相位干涉型光纤水听器的相移灵敏度级M_φ，式中，相移灵敏度级Mφ的基准值为1rad/μPa。