一种海底投放光纤声呐球传感器的制作方法

本发明涉及海洋深处声学探测，尤其涉及一种海底投放光纤声呐球传感器。

背景技术：

1、声呐作为一种声学探测设备是进行水下监视使用的主要技术，可用于对水下目标进行探测、分类、定位和跟踪，进行水下通信和导航，保障舰艇和反潜飞机的战术机动和水中武器的使用等，被广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等方面，因此，先进的舰载声纳技术对国防安全具有极为重要的现实意义。

2、目前，声呐传感器是基于压电陶瓷晶体做为接收传感器，集成电路和电源系统，采用密封壳体防护，作为水下声呐探测的主要手段，其通过深海固定锚链方式布设，成本高、不方便使用，而且这类传感器结构复杂，需要解决密封和供电等问题，因此受到下潜深度和长航时的影响。基于此，本申请基于赛格耐克干涉原理提出了一种海底投放光纤声呐球传感器，具有结构简单、低功耗、长航时、灵敏度高、可靠性好等特点，不需要考虑密封问题，布设较为方便且成本不高。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种海底投放光纤声呐球传感器。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种海底投放光纤声呐球传感器，包括传感器本体，所述传感器本体由设置于上部的浮标结构和设置于下部的光纤声呐球体组成；所述光纤声呐球体的外表面设置有尼龙线，尼龙线的一端设置有质量块；

4、所述浮标结构包括壳体，壳体靠近底端的内部封装有声呐信号探测板，声呐信号探测板的内部连接有皮线光纤，皮线光纤的一端连接有零浮力光缆，零浮力光缆靠近一端的外壁通过紧固件b与光纤声呐球体构成固定连接；

5、所述壳体的顶端设置有强浮力材料；所述浮标结构的上方设置有外壳，外壳通过螺丝固定于壳体的顶端，外壳的内部固定安装有信号发射单元。

6、优选的：所述信号发射单元包括激光发光透镜和无线发射天线，激光发光透镜和无线发射天线通过导线与声呐信号探测板相连接。

7、优选的：所述壳体的底端固定连接有外罩，外罩的底端通过紧固件a固定连接有软管。

8、优选的：位于声呐信号探测板上方的所述壳体内部通过螺丝固定有线路板。

9、优选的：所述外壳为透明材质的菲涅尔透镜；

10、所述声呐信号探测板的内部集成有1550nm的激光二极管，激光二极管的输出功率为0.5毫瓦；

11、所述皮线光纤为单模4芯皮线光纤。

12、优选的：所述光纤声呐球体为多孔结构的轻质碳纤维材料，光纤声呐球体的外表面开设有通孔。

13、优选的：所述零浮力光缆的一端贯穿光纤声呐球体后固定连接有单模光纤，单模光纤的一端固定连接有耦合器；

14、所述耦合器为3db耦合器。

15、优选的：所述光纤声呐球体的内部设置有支架；

16、所述单模光纤的两根纤芯与耦合器的输入端相连接，耦合器的输出端连接有单模柔性光纤，且单模柔性光纤缠绕于支架的外表面并形成空心鸟笼状结构；

17、所述单模柔性光纤的两端呈首尾连接。

18、优选的：所述声呐信号探测板的内部还集成有光电探测pin二极管。

19、优选的：所述零浮力光缆的长度为10～100m；

20、所述尼龙线的长度为10m。

21、本发明的有益效果为：

22、1.本发明将设备整体投放至海洋深处以后，质量块牵引尼龙线以及光纤声呐球体沉入海底，浮标结构在浮力作用下上浮到海面，壳体用于防止其内部被海水渗入，基于赛格耐克光纤干涉结构的光纤声呐球体在浮标结构作用下自动展开，垂直布放在海洋中作海洋地震探测、海底温度采集、海底洋流流速及方向数据采集等，具有结构简单、低功耗、长航时、灵敏度高、可靠性好等特点，不需要考虑密封问题，布设较为方便且成本不高，不会受到下潜深度等的影响。

23、.本发明中光纤声呐球体内部布设了声学传感光纤，可以直接接收海洋地震或者声学信号，光纤声呐球体上端连接浮标及信号发射单元，直接将数据传输到远处接收。

24、.本发明采用赛格耐克光纤干涉结构的光纤声呐球体进行声呐测量，基于单模光纤干涉原理的光纤声学传感器具有结构简单、低功耗、长航时、宽频响应、灵敏度高、可靠性好等特点，不需要考虑密封问题，布设较为方便且成本不高，有较大的应用价值，适用于远距离深海监测，方便布阵，能够对多个声源进行定位并且定位精度高，主要在海洋探测、军事防卫、海洋地震预警、目标识别定位等领域应用较为广泛。

25、4.本发明相比较传统的声呐传感器，具有高灵敏度、动态范围广、低功耗、不受潜深限制、制作简单、测量便利等优点，在许多领域有着广泛研究与应用，实用性较高。

技术特征：

1.一种海底投放光纤声呐球传感器，包括传感器本体，其特征在于，所述传感器本体由设置于上部的浮标结构和设置于下部的光纤声呐球体(18)组成；所述光纤声呐球体(18)的外表面设置有尼龙线(19)，尼龙线(19)的一端设置有质量块(20)；

2.根据权利要求1所述的一种海底投放光纤声呐球传感器，其特征在于，所述信号发射单元包括激光发光透镜(5)和无线发射天线(6)，激光发光透镜(5)和无线发射天线(6)通过导线与声呐信号探测板(7)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种海底投放光纤声呐球传感器，其特征在于，所述壳体(1)的底端固定连接有外罩(9)，外罩(9)的底端通过紧固件a(10)固定连接有软管(11)。

4.根据权利要求3所述的一种海底投放光纤声呐球传感器，其特征在于，位于声呐信号探测板(7)上方的所述壳体(1)内部通过螺丝固定有线路板(2)。

5.根据权利要求4所述的一种海底投放光纤声呐球传感器，其特征在于，所述外壳(4)为透明材质的菲涅尔透镜；

6.根据权利要求1所述的一种海底投放光纤声呐球传感器，其特征在于，所述光纤声呐球体(18)为多孔结构的轻质碳纤维材料，光纤声呐球体(18)的外表面开设有通孔。

7.根据权利要求6所述的一种海底投放光纤声呐球传感器，其特征在于，所述零浮力光缆(12)的一端贯穿光纤声呐球体(18)后固定连接有单模光纤(14)，单模光纤(14)的一端固定连接有耦合器(15)；

8.根据权利要求7所述的一种海底投放光纤声呐球传感器，其特征在于，所述光纤声呐球体(18)的内部设置有支架(17)；

9.根据权利要求8所述的一种海底投放光纤声呐球传感器，其特征在于，所述声呐信号探测板(7)的内部还集成有光电探测pin二极管。

10.根据权利要求9所述的一种海底投放光纤声呐球传感器，其特征在于，所述零浮力光缆(12)的长度为10～100m；

技术总结
本发明公开了一种海底投放光纤声呐球传感器，涉及海洋深处声学探测技术领域；为了解决目前声呐传感器存在的缺陷问题；具体包括传感器本体，所述传感器本体由设置于上部的浮标结构和设置于下部的光纤声呐球体组成；所述光纤声呐球体的外表面设置有尼龙线，尼龙线的一端设置有质量块；所述浮标结构包括壳体，壳体靠近底端的内部封装有声呐信号探测板，声呐信号探测板的内部连接有皮线光纤，皮线光纤的一端连接有零浮力光缆，零浮力光缆靠近一端的外壁通过紧固件B与光纤声呐球体构成固定连接。本发明具有结构简单、低功耗、长航时、灵敏度高、可靠性好等特点，不需要考虑密封问题，布设较为方便且成本不高，不会受到下潜深度等的影响。

技术研发人员：徐华,庞琼佳,衣文索,孙儒瑞,徐霞
受保护的技术使用者：徐华
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18