[发明专利]光纤FP腔声波探头

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种光纤FP腔声波探头。

背景技术

光纤声波传感器不同于常见的电容式或压电式麦克风，它具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、探测频谱范围宽，与光纤通信网兼容性好等优点，能够在复杂电磁环境和恶劣气候条件下正常工作，在工业、军事、医疗等领域具有广泛应用。例如，它可用于环境噪声监测、超声探伤、健康监测、机械故障诊断、用于对火炮、狙击手、反潜直升机等低慢小目标的探测、跟踪和定位，对电力、电机等设备的运行监测和故障预警。光纤声波传感器通常分为强度测量式和位相测量两种。强度测量式光纤声波传感器需要使用两根光纤，用于光信号的输入和输出。光纤FP腔声波探头是一种基于位相测量的单光纤声波传感器，它与强度测量式声波探头相比，具有结构简单，灵敏度高，信号易于解调等优点。光纤FP腔声波传感器制备技术目前还不成熟，仍处于实验室研发阶段，光纤FP腔声波探头存在的主要问题是稳定性较差，易产生零点漂移和信号失真，这些缺点限制了光纤FP腔声波传感器的实际应用。

为了解决上述问题，现有技术中出现了一些采用缓冲机械结构的光纤FP腔声波探头，以缓解机械震动进而提高了传感器稳定性，但是此类光纤FP腔声波探头包含的零部件多，结构复杂，制作难度较大，制作成本较高，因此有待于进一步改进。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种简单结构的光纤FP腔声波探头，以提高其稳定性，抑制信号失真。

(二)技术方案

本发明光纤FP腔声波探头包括：壳体，呈圆筒状结构，内壁设有内螺纹；振动膜，安装于壳体的顶部，其朝向壳体内部的一侧具有反光面；内芯，其中心轴线位置开设有光纤孔，该内芯的外壁设有与壳体内壁内螺纹相匹配的外螺纹，该内芯通过该外螺纹安装在壳体内，其上表面低于振动膜；光纤，经端面抛光后，由壳体外经由内芯的光纤孔进入壳体内，并通过胶水粘结或机械压紧方式固定于内芯的光纤孔内，其中，该光纤的顶部与内芯上部的上表面平齐，形成光纤上端面，该光纤上端面与振动膜的反光面构成光纤FP腔；以及顶丝，通过螺纹安装在壳体的侧壁上，旋转顶丝，通过顶丝挤压内芯将其锁紧。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明光纤FP腔声波探头具有以下有益效果：

(1)所用零部件少，结构简单，制作容易，成本较低，适用性强；

(2)容许原位精细调节光纤FP腔的长度，从而保证了探头输出信号位于线性响应区间；

(3)容许原位精细调节内芯中心轴线的取向，使其很容易地与壳体的中心轴线重合，从而使得探头输出信号对称性好，失真度小；

(4)一致性好，稳定性高，校准容易。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例光纤FP腔声波探头的剖视图；

图2为根据本发明第二实施例光纤FP腔声波探头的剖视图；

图3为根据本发明第三实施例光纤FP腔声波探头的剖视图。

【本发明主要元件符号说明】

1-振动膜；2-光纤；

3-壳体；4-内芯；

5-顶丝；6-保护罩；

10-振动膜1的反光面；20-光纤上端面；

40-标准光纤插芯； 60-入声孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。