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OFS-I光纤水听器

一、开发背景

声波是人类迄今为止已知的唯一能在海水中远距离传输的能量形式,其它能量辐射形式,如电磁波等不能在海水中远距离传输,因为其在海水中的损耗比声波大约3个数量级。在水介质中声波的衰减系数较小,可以进行远距离传播,因此声波为水下最佳信息载体。而水听器就是通过接收声波信号对水下目标进行探测、定位与识别的传感器。

为适应水声学应用特别是水下反潜的需要,在光纤技术不断发展的基础上,光纤水听器应运而生.它是一种基于光纤、光电子技术上的新型水下声传感器,因其在军事、民用各领域应用广泛,目前光纤水听器在国内外发展迅速,已经到达实用状态全光光纤水听器系统的湿端采用全光实现,信号传感与传输皆基于光纤技术.具有抗电磁干扰、重量轻和造价低等优点.

   传统的水听器为压电陶瓷水听器,由这种压电陶瓷水听器组成的声呐阵列需要大量的用于信道复用和数据传输的水下电子元件,以及信号传输电缆和供电电缆,这些电子设备价格昂贵,重量很大,并且常常会因为水下密封问题导致设备失效,从而使系统的可靠性非常差。随着科学技术的不断进步,以及光纤通信行业的不断发展成熟,光纤水听器是目前水声研究领域非常受关注的一个领域,已经逐渐从早期的实验室研究阶段迈向工程应用。

二、产品描述

光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器。它通过高灵敏度的光学相干检测,将水声振动转换成光信号,通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息。由于采用光纤作信息载体,适宜远距离大范围监测。光纤水听器主要用于海洋声学环境中的声传播、噪声、混响、海底声学特性、目标声学特性等的探测,是现代海军反潜作战、水下兵器试验、海洋石油勘探和海洋地质调查的先进探测手段。



三、工作原理

采用光纤干涉仪原理,以光为信息载体、光纤为媒质,探测水中声信息。内部含数米至数十米传感光纤,外界声信号引起光纤形变,改变光信号经传感光纤传输的光相移,并经干涉仪调制为光强度交变信号。配套光相位解调仪,提取光纤水听器拾取的声信号,相关软件展示波形、电压等参数。

四、技术参数

工作频段 5Hz~20kHz

灵敏度(ref 1rad/μpa) >-145dB

灵敏度起伏 <3dB

相位一致性 <5°

尺 寸 直径Φ14mm~Φ25mm,长度60mm~100mm,可定制

五、性能特点

光纤水听器是基于光纤、光电子技术的一种新型水听器,它通过高灵敏度的光学相干检测,将水声振动转换成光信号,通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息,具有灵敏度高、频带响应宽、抗电磁干扰、耐恶劣环境、结构轻巧、易于遥测和构成大规模阵列等特点。

核心优势

1) 灵敏度高,频响特性好;并且提出新的信号处理方法,解决传感器相位漂移的问题。

2) 动态范围大;

3) 抗电磁干扰与信号串扰能力强;

4) 适于远距离传输与组阵;

5) 信号传感与传输一体化, 采用的新型结构,在耐静水压、抗大加速度冲击、及可靠性和耐久性等方面比其他光纤传感器更具优势;

6) 工程应用条件降低.

六、运用领域

公司专注于提供一流的水声探测和水声测量装备解决方案,为满足我国水声电子跨越式发展的需求,经过多年的技术攻关和研发,公司成功开发出了基于大规模光纤水听器阵列的新一代水声探测和测量系统,可广泛应用于海军水声装备,水下安防装备、海洋石油勘探和海洋地质调查装备的开发和应用中。





具体应用

1. 海洋资源勘探

——探索海洋资源,得到分布信息

2. 海底地质勘察

——采集地震信号,推测海底地质

3. 海底观测网

——水下实时、长期、全天候观测

4. 海洋国土安全

——反恐、反潜,水下安防

5.管道泄漏技术

——油、气、水管道泄漏探测

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