[发明专利]基于瑞利散射的反馈式光纤空气听声系统

权利要求书

1.一种反馈式光纤空气听声系统，光纤传感器中振动膜片的设计，其特征在于，包括：

传感器振动膜片采用四周强力粘结和压紧固定的安装方式,周边固支的圆形薄膜的受到均匀分布声音压力；

在弹性元件的设计上，并采用有限元软件来进行类似扬声器的振动膜优化的设计。

2.根据权利要求1所述的方法，在反馈式光纤听声系统的补偿技术的应用，其特征在于，包括：

由于反馈式光纤听声传感器需要对光进行调制，因而会受到光源功率变化、光纤传输损耗变化、电探测器的特性漂移和环境光等因素的影响；

本发明传感器采用神经网络补偿法对传感器进行弥补，该方法被用于光纤传感器中信号处理，从而减小了光源功率和反射面反射频率变化的影响。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，弹性元件和光电探测器上的声光电的转换过程，包括：

声音信号引起薄膜振动,产生薄膜位移；

薄膜由于声音信号产生位移,产生瑞利散射并反馈回光，反馈并接收光纤的光将受到调制；

接收光纤接收的调制光经过光电探测器转换成电流信号,再经过光电检测电路转化成电压信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述瑞利散射反馈光的光强调制特性分析，所述的步骤包括：

在接收反馈回光对光强进行调制，经验证，通过的纤端光场为高斯光束和均匀分布的几何光束两者的调和，因此引入了两个无量纲调和参数，并给出了高斯半宽的修改结果。

5.根据权利要求4所述的方法，所述纤端光场强度分布简化，其特征在于，包括：

依据瑞利散射原理生成的纤端光场，采用了一根单模光纤作为发射和接收，单模光纤的优势在于单模只传输基模，避免了模式色散，传输频带宽，单模光纤的传输损耗更小可实现远距离传输，对比多模灵敏度更高，由于单模光纤芯径较小，所以膜片的振动引起接收光的功率变化更多。

6.根据权利要求5所述的方法，根据以上模块的设计，其特征在于，光纤声音传感器的整合建立，为提高整体系统声音还原的准确性，还包括：

设计合理的光电检测电路，选用与激光光束源的响应波长等相适应的光探测器，提高输出信号的分辨率，减少噪声；

选择合适的光纤进行光纤耦合器的光路设计，让传感器结构简单可靠。