[实用新型]一种柔性光栅水听器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤传感领域。

技术背景

光纤传感技术是伴随光导纤维和光纤通信技术的发展而形成的一门新技术，光纤拖曳线列阵应用光纤水听器用于水下检测目标并估计目标位置和运动参数，是海洋观测的重要装备。拖曳线列阵一般将光纤水听器安装在管状物内部，运输和储存时盘绕在缆盘上，使用时通过绞车、滑轮等设备敷设布放，拖曳在舰船尾部。

随着降噪技术的快速发展，需要进一步提高光纤水听器的灵敏度和耐水压能力，现有技术中水听器单元一般设计成能缠绕一定长度敏感光纤的细长结构，这种细长结构现均为刚性结构，在储存、运输、敷设布放过程中需要使用大直径的缆盘敷设并需要占用较大的存储空间，不利于在一些小型平台上的实际使用。所以急需研制一种柔性的光栅水听器，不仅灵敏度强，并且能在敷设时通过小直径的滑轮，可以承受大弯曲，从而提高贮存、敷设时系统的坚固耐用性，扩展光纤水听器阵列的应用范围。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种柔性光栅水听器，能够满足灵敏度高、小空间弯曲收放等要求，能够灵敏地探测海洋噪声或移动体的行踪。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种柔性光栅水听器，其特征在于：所述水听器由若干个小段的弹性敏感元件构成其主体，在若干个小段的弹性敏感元件之间通过B型柔性连接件4连接，位于两端的弹性敏感元件再分别通过两个A型柔性连接件2连接两个光栅仓1形成中心对称结构；

所述弹性敏感元件由一个空心圆柱体结构的弹性体3和放置在弹性体3内部的一个内支撑件6以及两个O形橡胶圈5组成。

所述内支撑件6为薄壁空心金属圆柱体，设有内孔68，在内支撑件6外圆柱面64的右端设有一个右环行体62，在外圆柱面64的左端对称设置有一个左环形体66；所述右环行体62上设有环形密封槽63，所述左环形体66上设有环形密封槽65；所述内支撑件6的两端部的外圆柱面61、67与A型柔性连接件2的内孔26以及B型柔性连接件4的内孔45之间为过盈配合；

所述弹性体3为一个薄壁空心圆柱体；外圆柱面34的左端设有左环行体35；左环行体35上从左到右贯穿设有螺旋槽36，螺旋槽36的槽底与外圆柱面34相齐；在外圆柱面34的右端设有右环行体31，右环行体31上从左到右贯穿设有螺旋槽33，螺旋槽33槽底与柱面34相齐；所述螺旋槽33和36在两端面的起始位置为外圆柱面34的同一母线，并为同一个旋转方向；所述弹性体3的内孔38与内支撑件6的右环形体62以及左环形体66的外圆面相配合实现两者的间隙配合；所述外圆柱面34上绕制光纤，且光纤的两头分别从左环行体35上的螺旋槽36以及右环行体31上的螺旋槽33中穿出；

所述内支撑件6的密封槽65和63内分别放入两件O形橡胶圈5，O形橡胶圈5外侧均匀涂抹润滑油，内支撑件6沿轴向套入弹性体3内孔38中，所述内支撑件6的右环形体62的右端面与弹性体3的右端面平齐，所述内支撑件6的左环形体66的左端面与弹性体3的左端面平齐；

所述B型柔性连接件4为一个金属螺旋件，其主体结构为螺旋弹簧式结构41；在其主体结构的外表面上从左到右贯通开设有螺旋槽42用于放置光纤；所述B型柔性连接件4的内孔45，与内支撑件6的两端部的外圆柱面67、61之间为过盈配合；

所述A型柔性连接件2为由一段空心圆柱体和一段螺旋弹簧式结构的螺旋件叠加组合的金属件，在螺旋件的外表面从左到右贯通设有螺旋槽23用于放置光纤；空心圆柱体21用于缠绕多余光纤；所述A型柔性连接件2的内孔26，与内支撑件6的两端部的外圆柱面61、67之间为过盈配合；

所述光栅仓1为由一个小空心金属圆柱体13和一个大空心金属圆柱体11叠加组合而成，在大空心金属圆柱体11的外表面轴向开设有一个圆柱形孔槽12用于安装固定光栅封装件；所述小空心金属圆柱体13的外圆面与A型柔性连接件2的内孔26之间为过盈配合；

所述弹性体3和B型柔性连接件4以及A型柔性连接件2按照各部件上螺旋槽旋转方向一致的方式安装组配并在安装时保证任一部件的光纤出口与相邻部件的光纤入口对准，保证光纤的光滑过渡；所述光栅仓1安装在两端；

将各部件装配完成并绕制好光纤后，将两端的多余光纤缠绕于位于两端的A型柔性连接件2的空心圆柱体21上，光栅封装件安装固定于光栅仓1上的圆柱形孔槽12内，即完成了单元组装；采用专用哈夫模具，对弹性体3缠绕光纤的外圆柱面34用胶粘剂进行灌封保护，对A型柔性连接件2、B型柔性连接件4的螺旋槽内光纤进行封装固定即完成一套柔性光栅水听器的制作。