一种用于光纤水听器调制系统的延时光纤、参考光纤封装结构的制作方法

本发明涉及一种用于光纤水听器调制系统的延时光纤、参考光纤封装结构，属于光纤水听器调制系统领域。

背景技术：

光纤水听器是基于光纤传感技术的一种新型水生信号探测传感器，其原理是利用声波调制光波的强度、偏振、相位等参量来获取声波的频率、强度等信息。光纤水听器的优势在于铺埋的通讯光缆可以同时作为感测介质和数据通信介质，全程无需供电。其在灵敏度、频带、抗电磁干扰等指标方面较传统压电水听器有着显著的优势。近年来，光纤水听器及其阵列技术除主要应用于海岸防御领域外，也广泛应用于海洋油气勘探、港口预警和地震监测等领域。

在光纤水听器调制系统中，除感受外界水声信号的敏感光纤之外，还存在其他光路结构，主要包括参考光路、延时光路两部分。由于参考光路光纤、延时光路光纤和敏感光纤采用相同型号的保偏光纤，所有光纤对声压信号均响应灵敏，但并不需要参考光路光纤、延时光路光纤响应声压信号；同时，由于材料的热膨胀性，光纤对工作温度要求也很高，光环境温度变化会造成光纤相应性能的变化，也会极大地影响系统工作精度；此外，光纤水听器调制系统在复杂工作环境中，会受振动影响，影响光纤的正常工作状态，影响光信号传导质量。为消除上述三方面因素所造成的不利影响，需要对参考光路光纤、延时光路光纤封装进行隔音、隔热、隔振细化设计，从而提升光纤传导系统的可靠性和稳定性，保证系统能够高精度正常工作。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：为克服现有技术不足，提供一种用于光纤水听器调制系统的延时光纤、参考光纤封装结构，有效消除外界声音、振动、温度变化对光纤水听器调制系统造成的不利影响。

本发明的技术解决方案是：

一种用于光纤水听器调制系统的延时光纤、参考光纤封装结构，包括参考光纤绕纤柱、延时光纤绕纤柱、隔振结构、内层保护罩、内层安装底板、中层安装底板、隔音隔热填充结构、外层保护罩、光纤连接法兰组件，

参考光纤绕纤柱、延时光纤绕纤柱安装在内层安装底板上，中层安装底板置于内层安装底板下部，中层安装底板通过隔振结构与内层安装底板连接，阻隔中层安装底板传递到内层安装底板的20HZ以上的振动；内层保护罩与中层安装底板连接，参考光纤绕纤柱、延时光纤绕纤柱、隔振结构、内层安装底板包裹在内层保护罩中；

在内层保护罩的外壁及中层安装底板下表面安装隔音隔热填充结构，形成内层隔音隔热体，光纤连接法兰组件与外层保护罩连接、外层保护罩包裹于内层隔音隔热体上。

内层安装底板与内层保护罩内壁不接触。

隔音隔热填充结构吸音系数不小于0.75。

隔音隔热填充结构厚度不小于10mm，隔音后封装结构内部噪音不大于25dB。

隔音隔热填充结构材料为聚酯纤维隔音棉。

隔振结构材料为SE系列阻尼硅橡胶。

隔振结构工作温度为-40℃～60℃。

隔振结构极限行程小于3mm。

内层保护罩的谐振频率为350Hz±10Hz。

内层保护罩的放大系数为3。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明隔音隔热填充结构吸音系数不小于0.75，隔音后封装结构内部噪音不大于25dB，有效隔绝了外界声信号和温度的扰动；

(2)本发明选用SE系列阻尼硅橡胶作为隔振垫片，采取四点支撑布置的形式，通过隔振结构可阻隔中层安装底板传递到内层安装底板的20HZ以上的振动，减振效率大于85％，有效消除了外界振动对光路的不利影响；

(3)本发明考光路、延时光路及其附属结构均可以完整地将布置在封装结构当中，极大地提升了光纤水听器调制系统空间利用率，同时对光纤起到了进一步保护的作用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明参考光路示意图；

图3为本发明延时光路示意图；

图4为本发明参考光纤绕纤柱、延时光纤绕纤柱在内层安装底板的安装布置图；

图5为图4中内层安装底板的结构图；

图6为本发明内层安装底板、隔振结构、中层安装底板的安装布置图；

图7为本发明内层保护罩和中层安装底板的安装布置图；

图8为图7中有过纤孔方向的侧视图；

图9为本发明内层结构和外层结构之间隔音隔热填充结构安装布置图；

图10为本发明光纤连接法兰组件的分解视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，本发明提出的一种用于光纤水听器调制系统的延时光纤、参考光纤封装结构，包括参考光纤绕纤柱1、延时光纤绕纤柱2、隔振结构3、内层保护罩4、内层安装底板5、中层安装底板6、隔音隔热填充结构7、外层安装底板8、外层保护罩9、光纤连接法兰组件10，

参考光纤绕纤柱1、延时光纤绕纤柱2安装在内层安装底板5上，中层安装底板6置于内层安装底板5下部，中层安装底板6通过隔振结构3与内层安装底板5连接，阻隔中层安装底板6传递到内层安装底板5的20HZ以上的振动；内层保护罩4与中层安装底板6连接，参考光纤绕纤柱1、延时光纤绕纤柱2、隔振结构3、内层安装底板5包裹在内层保护罩4中；在内层保护罩4的外壁及中层安装底板6下表面安装隔音隔热填充结构7，形成内层隔音隔热体，光纤连接法兰组件10与外层保护罩9连接、外层保护罩9包裹于内层隔音隔热体上。

如图5所示，内层安装底板5包括参考光纤绕制环安装凹槽51，延时光纤绕制环安装凹槽52、耦合器安装架53、第一法拉第旋转反射镜安装架54、第二法拉第旋转反射镜安装架55、隔振结构安装过孔56。

如图6所示，隔振结构3包括第一隔振垫片31，第二隔振垫片32、内孔安装工装33、安装螺栓34。内层保护罩4一侧面开有第一过纤槽41，如图7、图8所示，中层安装底板6一侧面带有第一挡纤凸起结构61，并有4个螺纹孔62用于固定隔振结构3。

参考光纤绕纤柱1、延时光纤绕纤柱2与纤连接法兰组件10分别组成参考光路和延时光路，如图2、图4所示，参考光路包括参考光纤11、参考光纤绕纤柱1、一分二耦合器13、第一法拉第旋转反射镜14、第二法拉第旋转反射镜15、光纤输入输出端16，

延时光路包括延时光纤21，延时光纤绕纤柱2、光纤输入端23、光纤输出端24，

参考光纤11紧密绕制在参考光纤绕纤柱1上，参考光纤绕纤柱1利用螺钉固定在参考光纤绕制环安装凹槽51内。如图3、图4，图5所示，一分二耦合器13安装在耦合器安装架53内、第一法拉第旋转反射镜14安装在第一法拉第旋转反射镜安装架54内、第二法拉第旋转反射镜15安装在第二法拉第旋转反射镜安装架55内。延时光纤21紧密绕制在延时光纤绕纤柱2上，延时光纤绕纤柱2利用螺钉固定在延时光纤绕制环安装凹槽52内。

如图6、图7、图8所示，第一隔振垫片31、第二隔振垫片32分别从上、下两面安置在过孔62内，中心通过内孔安装工装33固定，并利用安装螺栓34将内层安装底板5连带隔振结构3安装固定在外层安装底板8上。利用螺钉将内层保护罩4安装在中层安装底板6上对应的安装孔位置处，第一挡纤凸起结构61镶嵌在第一过纤槽41中，并留有部分孔隙用于过传输光纤。

如图9所示，外层安装底板8一侧面带有第二挡纤凸起结构81、底部带有外接安装结构82。外层保护罩9一侧面开有第二过纤槽91、光纤输入输出结构安装板92。

内层保护罩4安装在中层安装底板6安装完毕后，采用一定厚度的隔音隔热填充结构7均匀包裹在其表面。隔音隔热填充结构7包裹的内层封装盒体安置在外层保护罩9内，并将外层保护罩9利用螺钉与外层安装底板8配套安装，第一挡纤凸起结构61镶嵌在第一过纤槽41中，并留有部分孔隙用于过传输光纤。利用外接安装结构82安装在需要的位置处。

如图10所示，光纤连接法兰组件10包括L型安装角铝101、法兰接头102、第一光纤接头103、第二光纤接头104。

法兰接头102利用螺钉安装在L型安装角铝101上，第一光纤接头103、第二光纤接头104安装在法兰接头102上。L型安装角铝101安装在外层保护罩9上光纤输入输出结构安装板92相应位置处。光路的光纤输入输出端16、光纤输入端23、光纤输出端24与分别与第二光纤接头104相连接。

隔音隔热填充结构吸音系数不小于0.75，隔音隔热填充结构厚度不小于10mm，隔音后封装结构内部噪音不大于25dB。

隔振结构材料为SE系列阻尼硅橡胶，隔振结构工作温度为-40℃～60℃，隔振结构极限行程小于3mm，内层保护罩的谐振频率为350Hz±10Hz，内层保护罩的放大系数为3。

本发明采用上述组成和安装布置形式，可以将参考光路、延时光路及其附属结构均完整地布置在封装结构当中，极大地提升了光纤水听器调制系统空间利用率，同时对光纤起到了进一步保护的作用。

以上所述仅为本发明的优选实施方案，但本发明的保护范围并不局限与此，在任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，本发明未公开内容为本领域技术人员公知常识。