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OFS-I光纖水聽器

一、開發背景

聲波是人類迄今為止已知的唯一能在海水中遠距離傳輸的能量形式,其它能量輻射形式,如電磁波等不能在海水中遠距離傳輸,因為其在海水中的損耗比聲波大約3個數量級。在水介質中聲波的衰減系數較小,可以進行遠距離傳播,因此聲波為水下最佳信息載體。而水聽器就是通過接收聲波信號對水下目標進行探測、定位與識別的傳感器。

為適應水聲學應用特別是水下反潛的需要,在光纖技術不斷發展的基礎上,光纖水聽器應運而生.它是一種基于光纖、光電子技術上的新型水下聲傳感器,因其在軍事、民用各領域應用廣泛,目前光纖水聽器在國內外發展迅速,已經到達實用狀態全光光纖水聽器系統的濕端采用全光實現,信號傳感與傳輸皆基于光纖技術.具有抗電磁干擾、重量輕和造價低等優點.

   傳統的水聽器為壓電陶瓷水聽器,由這種壓電陶瓷水聽器組成的聲吶陣列需要大量的用于信道復用和數據傳輸的水下電子元件,以及信號傳輸電纜和供電電纜,這些電子設備價格昂貴,重量很大,并且常常會因為水下密封問題導致設備失效,從而使系統的可靠性非常差。隨著科學技術的不斷進步,以及光纖通信行業的不斷發展成熟,光纖水聽器是目前水聲研究領域非常受關注的一個領域,已經逐漸從早期的實驗室研究階段邁向工程應用。

二、產品描述

光纖水聽器是一種建立在光纖、光電子技術基礎上的水下聲信號傳感器。它通過高靈敏度的光學相干檢測,將水聲振動轉換成光信號,通過光纖傳至信號處理系統提取聲信號信息。由于采用光纖作信息載體,適宜遠距離大范圍監測。光纖水聽器主要用于海洋聲學環境中的聲傳播、噪聲、混響、海底聲學特性、目標聲學特性等的探測,是現代海軍反潛作戰、水下兵器試驗、海洋石油勘探和海洋地質調查的先進探測手段。



三、工作原理

采用光纖干涉儀原理,以光為信息載體、光纖為媒質,探測水中聲信息。內部含數米至數十米傳感光纖,外界聲信號引起光纖形變,改變光信號經傳感光纖傳輸的光相移,并經干涉儀調制為光強度交變信號。配套光相位解調儀,提取光纖水聽器拾取的聲信號,相關軟件展示波形、電壓等參數。

四、技術參數

工作頻段 5Hz~20kHz

靈敏度(ref 1rad/μpa) >-145dB

靈敏度起伏 <3dB

相位一致性 <5°

尺 寸 直徑Φ14mm~Φ25mm,長度60mm~100mm,可定制

五、性能特點

光纖水聽器是基于光纖、光電子技術的一種新型水聽器,它通過高靈敏度的光學相干檢測,將水聲振動轉換成光信號,通過光纖傳至信號處理系統提取聲信號信息,具有靈敏度高、頻帶響應寬、抗電磁干擾、耐惡劣環境、結構輕巧、易于遙測和構成大規模陣列等特點。

核心優勢

1) 靈敏度高,頻響特性好;并且提出新的信號處理方法,解決傳感器相位漂移的問題。

2) 動態范圍大;

3) 抗電磁干擾與信號串擾能力強;

4) 適于遠距離傳輸與組陣;

5) 信號傳感與傳輸一體化, 采用的新型結構,在耐靜水壓、抗大加速度沖擊、及可靠性和耐久性等方面比其他光纖傳感器更具優勢;

6) 工程應用條件降低.

六、運用領域

公司專注于提供一流的水聲探測和水聲測量裝備解決方案,為滿足我國水聲電子跨越式發展的需求,經過多年的技術攻關和研發,公司成功開發出了基于大規模光纖水聽器陣列的新一代水聲探測和測量系統,可廣泛應用于海軍水聲裝備,水下安防裝備、海洋石油勘探和海洋地質調查裝備的開發和應用中。





具體應用

1. 海洋資源勘探

——探索海洋資源,得到分布信息

2. 海底地質勘察

——采集地震信號,推測海底地質

3. 海底觀測網

——水下實時、長期、全天候觀測

4. 海洋國土安全

——反恐、反潛,水下安防

5.管道泄漏技術

——油、氣、水管道泄漏探測

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