一種柔性光柵水聽器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及光纖傳感領(lǐng)域。所要解決的技術(shù)問題是提供一種柔性光柵水聽器，能夠滿足靈敏度高、小空間彎曲收放等要求。其特征在于：水聽器由若干個小段的彈性敏感元件構(gòu)成其主體，在若干個小段的彈性敏感元件之間通過B型柔性連接件（4）連接，位于兩端的彈性敏感元件再分別通過兩個A型柔性連接件（2）連接兩個光柵倉（1）形成中心對稱結(jié)構(gòu)；彈性敏感元件由一個空心圓柱體結(jié)構(gòu)的彈性體（3）和放置在彈性體（3）內(nèi)部的一個內(nèi)支撐件（6）、兩個O形橡膠圈（5）組成。本實用新型由于在彈性敏感元件之間以及在彈性敏感元件和端部的光柵倉之間采用了可彎曲的柔性連接件連接，可滿足小直徑收放陣列的柔性要求，從而可更好地服務(wù)于小型平臺的海洋探測場合。
【專利說明】一種柔性光柵水聽器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光纖傳感領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]光纖傳感技術(shù)是伴隨光導(dǎo)纖維和光纖通信技術(shù)的發(fā)展而形成的一門新技術(shù)，光纖拖曳線列陣應(yīng)用光纖水聽器用于水下檢測目標(biāo)并估計目標(biāo)位置和運動參數(shù)，是海洋觀測的重要裝備。拖曳線列陣一般將光纖水聽器安裝在管狀物內(nèi)部，運輸和儲存時盤繞在纜盤上，使用時通過絞車、滑輪等設(shè)備敷設(shè)布放，拖曳在艦船尾部。
[0003]隨著降噪技術(shù)的快速發(fā)展，需要進(jìn)一步提高光纖水聽器的靈敏度和耐水壓能力，現(xiàn)有技術(shù)中水聽器單元一般設(shè)計成能纏繞一定長度敏感光纖的細(xì)長結(jié)構(gòu)，這種細(xì)長結(jié)構(gòu)現(xiàn)均為剛性結(jié)構(gòu)，在儲存、運輸、敷設(shè)布放過程中需要使用大直徑的纜盤敷設(shè)并需要占用較大的存儲空間，不利于在一些小型平臺上的實際使用。所以急需研制一種柔性的光柵水聽器，不僅靈敏度強(qiáng)，并且能在敷設(shè)時通過小直徑的滑輪，可以承受大彎曲，從而提高貯存、敷設(shè)時系統(tǒng)的堅固耐用性，擴(kuò)展光纖水聽器陣列的應(yīng)用范圍。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種柔性光柵水聽器，能夠滿足靈敏度高、小空間彎曲收放等要求，能夠靈敏地探測海洋噪聲或移動體的行
足示O
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)解決方案是:
[0006]一種柔性光柵水聽器，其特征在于:所述水聽器由若干個小段的彈性敏感元件構(gòu)成其主體，在若干個小段的彈性敏感元件之間通過B型柔性連接件4連接，位于兩端的彈性敏感元件再分別通過兩個A型柔性連接件2連接兩個光柵倉I形成中心對稱結(jié)構(gòu)；
[0007]所述彈性敏感元件由一個空心圓柱體結(jié)構(gòu)的彈性體3和放置在彈性體3內(nèi)部的一個內(nèi)支撐件6以及兩個O形橡膠圈5組成。
[0008]所述內(nèi)支撐件6為薄壁空心金屬圓柱體，設(shè)有內(nèi)孔68，在內(nèi)支撐件6外圓柱面64的右端設(shè)有一個右環(huán)行體62,在外圓柱面64的左端對稱設(shè)置有一個左環(huán)形體66 ;所述右環(huán)行體62上設(shè)有環(huán)形密封槽63，所述左環(huán)形體66上設(shè)有環(huán)形密封槽65 ;所述內(nèi)支撐件6的兩端部的外圓柱面61、67與A型柔性連接件2的內(nèi)孔26以及B型柔性連接件4的內(nèi)孔45之間為過盈配合；
[0009]所述彈性體3為一個薄壁空心圓柱體；外圓柱面34的左端設(shè)有左環(huán)行體35 ;左環(huán)行體35上從左到右貫穿設(shè)有螺旋槽36，螺旋槽36的槽底與外圓柱面34相齊；在外圓柱面34的右端設(shè)有右環(huán)行體31，右環(huán)行體31上從左到右貫穿設(shè)有螺旋槽33，螺旋槽33槽底與柱面34相齊；所述螺旋槽33和36在兩端面的起始位置為外圓柱面34的同一母線，并為同一個旋轉(zhuǎn)方向；所述彈性體3的內(nèi)孔38與內(nèi)支撐件6的右環(huán)形體62以及左環(huán)形體66的外圓面相配合實現(xiàn)兩者的間隙配合；所述外圓柱面34上繞制光纖，且光纖的兩頭分別從左環(huán)行體35上的螺旋槽36以及右環(huán)行體31上的螺旋槽33中穿出；
[0010]所述內(nèi)支撐件6的密封槽65和63內(nèi)分別放入兩件O形橡膠圈5，O形橡膠圈5外側(cè)均勻涂抹潤滑油，內(nèi)支撐件6沿軸向套入彈性體3內(nèi)孔38中，所述內(nèi)支撐件6的右環(huán)形體62的右端面與彈性體3的右端面平齊，所述內(nèi)支撐件6的左環(huán)形體66的左端面與彈性體3的左端面平齊；
[0011]所述B型柔性連接件4為一個金屬螺旋件，其主體結(jié)構(gòu)為螺旋彈簧式結(jié)構(gòu)41 ;在其主體結(jié)構(gòu)的外表面上從左到右貫通開設(shè)有螺旋槽42用于放置光纖；所述B型柔性連接件4的內(nèi)孔45,與內(nèi)支撐件6的兩端部的外圓柱面67、61之間為過盈配合；
[0012]所述A型柔性連接件2為由一段空心圓柱體和一段螺旋彈簧式結(jié)構(gòu)的螺旋件疊加組合的金屬件，在螺旋件的外表面從左到右貫通設(shè)有螺旋槽23用于放置光纖；空心圓柱體21用于纏繞多余光纖；所述A型柔性連接件2的內(nèi)孔26，與內(nèi)支撐件6的兩端部的外圓柱面61、67之間為過盈配合；
[0013]所述光柵倉I為由一個小空心金屬圓柱體13和一個大空心金屬圓柱體11疊加組合而成，在大空心金屬圓柱體11的外表面軸向開設(shè)有一個圓柱形孔槽12用于安裝固定光柵封裝件；所述小空心金屬圓柱體13的外圓面與A型柔性連接件2的內(nèi)孔26之間為過盈配合；
[0014]所述彈性體3和B型柔性連接件4以及A型柔性連接件2按照各部件上螺旋槽旋轉(zhuǎn)方向一致的方式安裝組配并在安裝時保證任一部件的光纖出口與相鄰部件的光纖入口對準(zhǔn)，保證光纖的光滑過渡；所述光柵倉I安裝在兩端；
[0015]將各部件裝配完成并繞制好光纖后，將兩端的多余光纖纏繞于位于兩端的A型柔性連接件2的空心圓柱體21上，光柵封裝件安裝固定于光柵倉I上的圓柱形孔槽12內(nèi)，SP完成了單元組裝；采用專用哈夫模具，對彈性體3纏繞光纖的外圓柱面34用膠粘劑進(jìn)行灌封保護(hù)，對A型柔性連接件2、B型柔性連接件4的螺旋槽內(nèi)光纖進(jìn)行封裝固定即完成一套柔性光柵水聽器的制作。
[0016]本實用新型可帶來以下有益效果:
[0017]本實用新型結(jié)構(gòu)合理，由于在彈性敏感元件之間以及在彈性敏感元件和端部的光柵倉之間采用了可以彎曲的柔性連接件連接，可以滿足通過小直徑的滑輪進(jìn)行敷設(shè)的柔性要求，從而可以更好地服務(wù)于小型平臺的海洋探測的應(yīng)用場合；用上述單元結(jié)構(gòu)制作而成的水聽器單元，其聲壓靈敏度、加速度相移靈敏度、密封性能、彎曲性能及形體尺寸等技術(shù)指標(biāo)均能符合設(shè)計要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1:本實用新型的一個優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖2:圖1所示實施例的內(nèi)支撐件6的結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖3:圖1所示實施例的彈性體3的結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖4:圖1所示實施例的B型柔性連接件4的結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖5:圖1所示實施例的A型柔性連接件2的結(jié)構(gòu)示意圖
[0023]圖6:圖1所示實施例的光柵倉I的結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖7:圖1所示實施例的結(jié)構(gòu)爆炸示意圖[0025]圖8:圖1所示實施例的組裝后示意圖【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0027]如圖1所示，本實施例是由二件光柵倉1、二件A型柔性連接件2、三件繞制有定長光纖的彈性體3、二件B型柔性連接件4、六件O形橡膠圈5及三件內(nèi)支撐件6組成；三件繞制有定長光纖的彈性體3、六件O形橡膠圈5和三件內(nèi)支撐件6共同組成三個彈性敏感元件，在這三個彈性敏感元件之間通過B型柔性連接件4分別連接，位于兩端的彈性敏感元件再分別通過兩個A型柔性連接件2連接兩個光柵倉I形成中心對稱結(jié)構(gòu)。
[0028]參見圖2，內(nèi)支撐件6是一個由輕質(zhì)金屬材料制成的薄壁空心圓柱體，在其外圓柱面64的左、右端部，分別設(shè)有對稱的左環(huán)行體66和右環(huán)行體62 ;左環(huán)行體66和右環(huán)行體62上分別設(shè)有環(huán)形密封槽65和63 ;左右端部的外圓柱面67、61為對稱設(shè)置，并與A型柔性連接件內(nèi)孔26以及B型柔性連接件內(nèi)孔45相配合，采用適量過盈配合。
[0029]在內(nèi)支撐件6上的環(huán)形密封槽63、65內(nèi)安放有O形橡膠圈5,所述O形橡膠圈5是按照GB3452.1-1982，采用耐油效果較好的橡膠材料。
[0030]參見圖3，彈性體3為一個由非金屬材料制成的薄壁空心圓柱體；外圓柱面34的左端設(shè)有左環(huán)行體35 ;左環(huán)行體35上設(shè)有螺旋槽36，槽底與柱面34相齊；在外圓柱面34的右端設(shè)有右環(huán)行體31，右環(huán)行體31上設(shè)有螺旋槽33，槽底與柱面34相齊；螺旋槽33和36在兩端面的起始位置為外圓柱面34的同一母線，并為同一個旋轉(zhuǎn)方向；彈性體3的內(nèi)孔38與內(nèi)支撐件6的左環(huán)行體66和右環(huán)行體62的外圓面相配合，采用適量間隙配合；外圓柱面34上繞制光纖，且光纖的兩頭分別從左環(huán)行體35上的螺旋槽36以及右環(huán)行體31上的螺旋槽33中穿出。
[0031]參見圖4，B型柔性連接件4為一個輕質(zhì)金屬材料制成的螺旋件，其主體結(jié)構(gòu)為螺旋彈簧式結(jié)構(gòu)41，設(shè)在其外表面上從左到右貫通開設(shè)有螺旋槽42用于放置光纖，在光纖的出入口均設(shè)有倒圓44 ;設(shè)有內(nèi)孔45，內(nèi)孔45與內(nèi)支撐件6的左右端部的外圓柱面67、61相配合并采用適量過盈配合。
[0032]將內(nèi)支撐件6的密封槽65和63內(nèi)分別放入兩件O形橡膠圈5,0形橡膠圈5外側(cè)均勻涂抹潤滑油，內(nèi)支撐件6沿軸向套入彈性體3內(nèi)孔38中，所述內(nèi)支撐件6的右環(huán)形體62的右端面與彈性體3的右端面平齊，內(nèi)支撐件6的左環(huán)形體66的左端面與彈性體3的左端面平齊。按照上述操作制作三套彈性元件，然后再按照圖7所示，將三套彈性元件依次與兩件B型柔性連接件4相連，并將B型柔性連接件4上的螺旋槽42的光纖出入口與彈性體3的螺旋槽33或螺旋槽36的光纖出入口相對應(yīng)，保證光纖平緩過渡，組裝成繞光纖部件，在專用光纖繞制機(jī)上進(jìn)行光纖繞制，并進(jìn)行合適的光纖固定。
[0033]參見圖5，A型柔性連接件2為由一段空心圓柱體和一段螺旋彈簧式結(jié)構(gòu)的螺旋件疊加組合的金屬件，在螺旋件外表面從左到右貫通設(shè)有螺旋槽23用于放置光纖；空心圓柱體21用于纏繞多余光纖；25為倒圓，以保證光纖在各個光纖出入口的平緩過渡；A型柔性連接件2設(shè)有內(nèi)孔26，與內(nèi)支撐件6的兩端部的外圓柱面61、67之間為過盈配合。
[0034]將上述的繞制光纖完成部件的兩端外圓柱面61或67與兩件A型柔性連接件2的內(nèi)孔26相配合，采用適量過盈配合，并將A型柔性連接件2的螺旋槽23的光纖入口與彈性體3的螺旋槽33或螺旋槽36的光纖出口相對應(yīng)，保證光纖平緩過渡；
[0035]參見圖6,光柵倉I為由一個小空心金屬圓柱體13和一個大空心金屬圓柱體11疊加組合而成，在大空心金屬圓柱體11的外表面軸向開設(shè)有一個圓柱形孔槽12用于安裝固定光柵封裝件；小空心金屬圓柱體13的外圓面與A型柔性連接件2的內(nèi)孔26之間為過盈配合。
[0036]最后，將光柵倉I的外圓柱面13與A型柔性連接件2的內(nèi)孔26相配合，采用適量過盈配合方式，且使圓柱形孔槽12位置與A型柔性連接件2的光纖的出口位置相對應(yīng)；
[0037]上述裝配完成后，將多余光纖纏繞于圓柱面21上，即完成了單元組裝；采用專用哈夫模具，對彈性體3上纏繞光纖的外圓柱面用膠粘劑進(jìn)行灌封保護(hù)，對A型柔性連接件2、B型柔性連接件4螺旋槽內(nèi)光纖進(jìn)行封裝固定即完成一套如圖8所示的柔性光柵水聽器單元的制作。
[0038]本實施例可通過選擇各種適宜的材料及相關(guān)的機(jī)械加工、注塑等手段，根據(jù)各加工件的工程圖紙加工成相應(yīng)零件后封裝而成。
[0039]柔性光柵水聽器的安裝、封裝流程簡述如下:
[0040]第一步，將二件B型柔性連接件4、三件彈性體3、三件內(nèi)支撐6、六件O形橡膠圈5組裝而成繞光纖部件，通過專用夾具，在專用光纖繞制機(jī)上將光纖均勻繞制，端部留有適當(dāng)
余量；
[0041]第二步，對完成繞制光纖的部件，進(jìn)行光柵刻寫和封裝；
[0042]第三步，在上述部件兩端分別安裝A型柔性連接件2，并調(diào)整合適角度，把多余的光纖纏繞于圓柱面21 ；
[0043]第四步，在兩件光柵倉I分別安裝到上述部件兩端，并將光柵封裝件置于圓柱形孔槽12中，用膠粘結(jié)固定；
[0044]第五步，利用專用灌封模具，對圓柱面34上繞制的光纖進(jìn)行封裝保護(hù)；對A型柔性連接件2、B型柔性連接件4螺旋槽內(nèi)光纖進(jìn)行封裝固定即完成一套柔性光柵水聽器單元的制作。
【權(quán)利要求】
1.一種柔性光柵水聽器，其特征在于:所述水聽器由若干個小段的彈性敏感元件構(gòu)成其主體，在若干個小段的彈性敏感元件之間通過B型柔性連接件(4)連接，位于兩端的彈性敏感元件再分別通過兩個A型柔性連接件(2)連接兩個光柵倉(I)形成中心對稱結(jié)構(gòu)； 所述彈性敏感元件由一個空心圓柱體結(jié)構(gòu)的彈性體(3)和放置在彈性體(3)內(nèi)部的一個內(nèi)支撐件(6 )以及兩個O形橡膠圈(5 )組成。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種柔性光柵水聽器，其特征在于:所述內(nèi)支撐件(6)為薄壁空心金屬圓柱體，設(shè)有內(nèi)孔(68)，在內(nèi)支撐件(6)外圓柱面(64)的右端設(shè)有一個右環(huán)行體(62 )，在外圓柱面(64 )的左端對稱設(shè)置有一個左環(huán)形體(66 );所述右環(huán)行體(62 )上設(shè)有環(huán)形密封槽(63)，所述左環(huán)形體(66)上設(shè)有環(huán)形密封槽(65);所述內(nèi)支撐件(6)的兩端部的外圓柱面(61)、(67)與A型柔性連接件(2)的內(nèi)孔(26)以及B型柔性連接件(4)的內(nèi)孔(45)之間為過盈配合； 所述彈性體(3)為一個薄壁空心圓柱體；外圓柱面(34)的左端設(shè)有左環(huán)行體(35);左環(huán)行體(35)上從左到右貫穿設(shè)有螺旋槽(36)，螺旋槽(36)的槽底與外圓柱面(34)相齊；在外圓柱面(34)的右端設(shè)有右環(huán)行體(31)，右環(huán)行體(31)上從左到右貫穿設(shè)有螺旋槽(33)，螺旋槽(33)槽底與柱面(34)相齊；所述螺旋槽(33)和(36)在兩端面的起始位置為外圓柱面(34)的同一母線，并為同一個旋轉(zhuǎn)方向；所述彈性體(3)的內(nèi)孔(38)與內(nèi)支撐件(6)的右環(huán)形體(62)以及左環(huán)形體(66)的外圓面相配合實現(xiàn)兩者的間隙配合；所述外圓柱面(34)上繞制光纖，且光纖的兩頭分別從左環(huán)行體(35)上的螺旋槽(36)以及右環(huán)行體(31)上的螺旋槽(33)中穿出； 所述內(nèi)支撐件(6)的 密封槽(65)和(63)內(nèi)分別放入兩件O形橡膠圈(5)，O形橡膠圈(5)外側(cè)均勻涂抹潤滑油，內(nèi)支撐件(6)沿軸向套入彈性體(3)內(nèi)孔(38)中，所述內(nèi)支撐件(6)的右環(huán)形體(62)的右端面與彈性體(3)的右端面平齊，所述內(nèi)支撐件(6)的左環(huán)形體(66)的左端面與彈性體(3)的左端面平齊； 所述B型柔性連接件(4)為一個金屬螺旋件，其主體結(jié)構(gòu)為螺旋彈簧式結(jié)構(gòu)(41);在其主體結(jié)構(gòu)的外表面上從左到右貫通開設(shè)有螺旋槽(42)用于放置光纖；所述B型柔性連接件(4)的內(nèi)孔(45)，與內(nèi)支撐件(6)的兩端部的外圓柱面(67)、(61)之間為過盈配合； 所述A型柔性連接件(2)為由一段空心圓柱體和一段螺旋彈簧式結(jié)構(gòu)的螺旋件疊加組合的金屬件，在螺旋件的外表面從左到右貫通設(shè)有螺旋槽(23)用于放置光纖；空心圓柱體(21)用于纏繞多余光纖；所述A型柔性連接件(2)的內(nèi)孔(26)，與內(nèi)支撐件(6)的兩端部的外圓柱面(61)、(67)之間為過盈配合； 所述光柵倉(I)為由一個小空心金屬圓柱體(13)和一個大空心金屬圓柱體(11)疊加組合而成，在大空心金屬圓柱體(11)的外表面軸向開設(shè)有一個圓柱形孔槽(12)用于安裝固定光柵封裝件；所述小空心金屬圓柱體(13)的外圓面與A型柔性連接件(2)的內(nèi)孔(26)之間為過盈配合； 所述彈性體(3)和B型柔性連接件(4)以及A型柔性連接件(2)按照各部件上螺旋槽旋轉(zhuǎn)方向一致的方式安裝組配并在安裝時保證任一部件的光纖出口與相鄰部件的光纖入口對準(zhǔn)，保證光纖的光滑過渡；所述光柵倉(I)安裝在兩端； 將各部件裝配完成并繞制好光纖后，將兩端的多余光纖纏繞于位于兩端的A型柔性連接件(2)的空心圓柱體(21)上，光柵封裝件安裝固定于光柵倉(I)上的圓柱形孔槽(12)內(nèi)，即完成了單元組裝；采用專用哈夫模具，對彈性體(3)纏繞光纖的外圓柱面(34)用膠粘劑進(jìn)行灌封保護(hù)，對A型柔性連接件(2)、B型柔性連接件(4)的螺旋槽內(nèi)光纖進(jìn)行封裝固定即完成一套柔性光柵 水聽器的制作。
【文檔編號】G01H9/00GK203534696SQ201320390372
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】周少玲, 王俊 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十三研究所