[发明专利]一种竹节式光纤激光水听器封装结构及其装配方法

说明书

本发明公开了一种竹节式光纤激光水听器封装结构，及其装配方法，以及一种竹节形弹性筒的加工方法；其中，所述封装结构，包括：一对端盖、一对弹性膜片、竹节形弹性筒和有源光纤；竹节形弹性筒的外表面设置有多个圆槽；竹节形弹性筒的内部注满有硅油；一对弹性膜片分别胶接在竹节形弹性筒的两端；一对端盖分别设置在竹节形弹性筒的两端；端盖与弹性膜片之间形成气腔结构；有源光纤位于竹节形弹性筒内部中轴线位置，有源光纤的两端分别从所述一对端盖穿出。本发明所述的竹节式光纤激光水听器封装结构，在满足尺寸细径化的同时保证了光纤激光水听器在低频段具有平坦的频率响应和较高的灵敏度。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，尤其涉及一种竹节式光纤激光水听器封装结构及其装配方法，以及一种竹节形弹性筒的加工方法。

背景技术

光纤激光水听器依托“有源”光纤光栅技术，将“有源”光纤光栅作为敏感元件，在掺铒或铒镱共掺光纤上刻写具有一定相移的光纤布拉格光栅形成分布反馈式光纤激光器。通过检测外界声压作用于该激光器谐振腔后引起的相移变化获得水声信号。由于分布反馈式光纤激光器是在光纤上直接刻蚀光栅，其直径就是光纤的直径，所以对其封装后得到的光纤激光水听器不仅具有光纤水听器低频高灵敏度、抗电磁干扰等优点，其直径、重量等也远小于普通水听器和干涉式光纤水听器。

例如，现有的一种光纤光栅水听器，该水听器主体为一具有轴对称结构的圆柱型支撑筒，通过弹性体将光纤光栅固定在圆柱型支撑筒中，实现对声信号的拾取感知。然而，在光纤激光水听器试验测试过程中发现，单纯采用轴对称结构的圆柱型支撑筒的封装结构的光纤激光水听器虽然能够实现水声信号的接收测试，但是，当水听器直径变小，工作频段下降时，其低频响应平坦型和灵敏度都有所下降，特别是当频段降到200Hz以下时，水听器在多个频率点处存在谐振，严重影响光纤激光水听器的低频响应特性，进而影响使用。因此，如何改善光纤激光水听器在细径尺寸下的频响特性是超细径光纤激光水听器大规模应用必须解决的重要技术之一。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种竹节式光纤激光水听器封装结构及其装配方法，以及一种竹节形弹性筒的加工方法，在满足尺寸细径化的同时，保证光纤激光水听器在低频段具有平坦的频率响应和较高的灵敏度。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种竹节式光纤激光水听器封装结构，包括：一对端盖、一对弹性膜片、竹节形弹性筒和有源光纤；

竹节形弹性筒的外表面设置有多个圆槽，呈具有凹陷和凸起的齿状结构；其中，竹节形弹性筒的内部注满有硅油；

一对弹性膜片分别胶接在竹节形弹性筒的两端；

一对端盖分别设置在竹节形弹性筒的两端，分别将所述一对弹性膜片封装在所述竹节形弹性筒与端盖之间；其中，端盖与弹性膜片之间形成气腔结构；

有源光纤位于竹节形弹性筒内部中轴线位置，有源光纤的两端分别从所述一对端盖穿出。

在上述竹节式光纤激光水听器封装结构中，所述竹节形弹性筒，包括：金属结构的竹节框架和竹节橡胶体；

竹节框架沿轴线方向设置有多个透声窗，竹节框架呈镂空结构；其中，所述竹节框架的外表面为：具有凹陷和凸起的齿状结构；

竹节橡胶体位于所述竹节框架内部，竹节橡胶体的外表面与所述竹节框架的内表面贴合；其中，所述竹节橡胶体的外表面、对应于所述多个透声窗位置处为：具有凹陷和凸起的齿状结构；

竹节框架外表面上的凹陷和凸起与所述竹节橡胶体外表面上的凹陷和凸起互补，形成所述竹节形弹性筒外表面上的多个圆槽。

在上述竹节式光纤激光水听器封装结构中，

竹节框架外表面上的凹陷和凸起，沿竹节框架的轴线方向按1：1尺寸设置；