[发明专利]一种水声传感光缆及其增敏涂敷方法

权利要求书

1.一种水声传感光缆，其特征在于，包括光纤层、增敏层、抗拉层以及密封层；所述增敏层采用梯度功能材料，所述梯度功能材料涂敷于所述光纤层上，且所述梯度功能材料的声阻抗系数以及弹性模量值沿光缆径向由内向外逐渐减小，所述抗拉层涂敷于所述增敏层上，且所述抗拉层与所述光纤层的材料介质不一样，所述密封层套设于所述抗拉层上；

所述增敏层采用梯度功能材料进行涂敷过程中涂敷厚度与声压灵敏度相关，具体关系表达式为：

式中：M为声压灵敏度，为声压作用下光纤相位变化量，P为水声声压，λ为光波中心波长，L为光纤的长度，n为光纤的折射率，p₁₁,p₁₂为光纤的弹光系数，ν'为涂敷层的泊松比，ν为被涂敷层的泊松比；E'为涂敷层的杨氏模量，E为被涂敷层的杨氏模量，其中，E'＝E-ΔE；R为涂敷后半径；r为涂敷前半径，此时R-r为涂敷厚度。

2.根据权利要求1所述的水声传感光缆，其特征在于，所述梯度功能材料与所述光纤层接触的接触面的声阻抗系数与所述光纤层的声阻抗系数的差值在第一设定阈值范围内，所述梯度功能材料与所述光纤层接触的接触面的弹性模量值与所述光纤层的弹性模量值的差值在第二设定阈值范围内。

3.根据权利要求1所述的水声传感光缆，其特征在于，所述光纤层为裸光纤或裸光纤光栅。

4.根据权利要求1所述的水声传感光缆，其特征在于，所述密封层包括护套和透声介质，所述护套套设于所述抗拉层上，所述透声介质填充于所述护套与所述抗拉层之间。

5.一种水声传感光缆的增敏涂敷方法，其特征在于，包括以下步骤：

将梯度功能材料涂敷于光纤层上作为增敏层，且所述梯度功能材料的声阻抗系数以及弹性模量值沿光缆径向由内向外逐渐减小；

将抗拉层涂敷于所述增敏层上；

将密封层套设于所述抗拉层上；

其中，所述抗拉层与所述光纤层的材料介质不一样；

所述增敏层采用梯度功能材料进行涂敷过程中涂敷厚度与声压灵敏度相关，具体关系表达式为：

式中：M为声压灵敏度，为声压作用下光纤相位变化量，P为水声声压，λ为光波中心波长，L为光纤的长度，n为光纤的折射率，p₁₁,p₁₂为光纤的弹光系数，ν'为涂敷层的泊松比，ν为被涂敷层的泊松比；E'为涂敷层的杨氏模量，E为被涂敷层的杨氏模量，其中，E'＝E-ΔE；R为涂敷后半径；r为涂敷前半径，此时R-r为涂敷厚度。

6.根据权利要求5所述的水声传感光缆的增敏涂敷方法，其特征在于，所述梯度功能材料与所述光纤层接触的接触面的声阻抗系数与所述光纤层的声阻抗系数的差值在第一设定阈值范围内，所述梯度功能材料与所述光纤层接触的接触面的弹性模量值与所述光纤层的弹性模量值的差值在第二设定阈值范围内。

7.根据权利要求5所述的水声传感光缆的增敏涂敷方法，其特征在于，所述光纤层为裸光纤或裸光纤光栅。

8.根据权利要求5所述的水声传感光缆的增敏涂敷方法，其特征在于，将密封层套设于所述抗拉层上，具体包括：

将护套套设于所述抗拉层上，在所述护套与所述抗拉层之间填充透声介质。