一種輕型同軸變徑深海光纖水聽器陣列

本發明屬于光感檢測系統，尤其涉及一種輕型同軸變徑深海光纖水聽器陣列。

背景技術：

1、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。它具有靈敏度高，頻響特性好等特點，并且由于采用光纖作信息載體，適宜遠距離大范圍監測。

2、目前，光纖水聽器陣列日益成為研究熱點，特別是在深海的應用。深海光纖水聽器陣列需要同時滿足深海環境使用要求和光纖水聽器陣列傳感探測需求，但是現有的深海光纖水聽器陣列通常沿用淺海光纖水聽器陣列結構，僅在此基礎上提高耐壓密封性能，具體可為多個光纖水聽器采用光纖進行連接，并通過外護套進行封裝形成等外徑的纜狀結構，為了滿足陣列耐側壓性能，外護套內設有鎧裝層、承力鋼絲或凱夫拉繩、各類支撐骨架和填充膠，由于大量的支撐骨架和填充膠的存在，導致陣列外徑大、重量重和彎曲半徑大，難以實現在深海的快速便捷布放，同時還會造成成本高和經濟效益較差。

技術實現思路

1、針對上述的缺陷或不足，本發明提供了一種輕型同軸變徑深海光纖水聽器陣列，旨在解決現有的深海光纖水聽器陣列存在陣列外徑大、重量重和彎曲半徑大的技術問題。

2、為實現上述目的，本發明提供了一種輕型同軸變徑深海光纖水聽器陣列，其中，輕型同軸變徑深海光纖水聽器陣列包括光纜件和光纖水聽器陣元，光纜件包括中心抗拉層、光纖絞合層和鎧裝護套層，光纖絞合層包括有至少兩個第一連接光纖，至少兩個第一連接光纖在中心抗拉層的外側進行絞合并沿中心抗拉層的長度方向進行延伸，鎧裝護套層的數量為多個，多個鎧裝護套層套設于光纖絞合層的外側并沿光纖絞合層的長度方向依次間隔設置，以使得在相鄰設置的兩個鎧裝護套層之間形成光纖絞合層外露的空擋位置；每個空擋位置上均對應設置有光纖水聽器陣元，光纖水聽器陣元包括透聲護套組件、水聽器探頭組件和密封骨架組件，透聲護套組件在空擋位置上套設于光纖絞合層的外側，透聲護套組件的兩端分別與對應設置的鎧裝護套層進行密封連接，水聽器探頭組件置于透聲護套組件內并與第一連接光纖連接，密封骨架組件置于透聲護套組件內并與水聽器探頭組件的端側進行對接，密封骨架組件可拼合地形成有供光纖絞合層穿過的夾裝空間，密封骨架組件的周側還形成有可封蓋的密封艙空間，水聽器探頭組件的光學器件置于密封艙空間內，第一連接光纖可伸入密封艙空間內與水聽器探頭組件的傳感光纖進行連接。

3、在本發明實施例中，密封骨架組件上設有可供水聽器探頭組件的傳感光纖伸入密封艙空間的第一穿艙密封嘴。

4、在本發明實施例中，光纖絞合層在空擋位置上存在兩個第一連接光纖均斷開連接，密封骨架組件的兩端分設有兩個第二穿艙密封嘴，并且兩個第二穿艙密封嘴可供斷開連接的兩個第一連接光纖一一對應地伸入密封艙空間內分別與傳感光纖進行連接。

5、在本發明實施例中，透聲護套組件的外側對應水聽器探頭組件還套設有探頭保護罩。

6、在本發明實施例中，透聲護套組件的兩端分別通過注塑連接層與對應設置的鎧裝護套層進行密封連接，透聲護套組件包括透聲護套本體和兩個堵芯，透聲護套本體在空擋位置上套設于光纖絞合層的外側，兩個堵芯分設于透聲護套本體的兩端且均為對向拼合設置，并且堵芯的大端脹緊伸入透聲護套本體內，堵芯的小端可夾設于光纖絞合層的外側，注塑連接層依次注塑于鎧裝護套層和堵芯的外側。

7、在本發明實施例中，堵芯的周壁上形成有灌膠孔，灌膠孔的一端開口設于堵芯的外周側上，另一端開口設于伸入透聲護套本體內的端側上。

8、在本發明實施例中，注塑連接層包括依次設置的傾斜段和平直段，傾斜段自鎧裝護套層朝向堵芯進行延伸，并且傾斜段的外圈直徑在延伸方向上呈漸擴式設置，平直段設于堵芯的外側并延伸至與透聲護套本體的端側進行抵接。

9、在本發明實施例中，注塑連接層的外側還設有扣壓護套組件，扣壓護套組件包括扣壓護套本體和兩個端部扣壓環，扣壓護套本體套設于注塑連接層的外側，并且扣壓護套本體的兩端均伸出于注塑連接層并分別一一對應地套設于鎧裝護套層和透聲護套本體上，兩個端部扣壓環分別一一對應地扣壓于扣壓護套本體兩端的外側。

10、在本發明實施例中，光纖水聽器陣元還包括支撐骨架，支撐骨架置于透聲護套組件內并形成有支撐過孔，支撐過孔可供光纖絞合層穿過并對光纖絞合層施加支撐作用。

11、在本發明實施例中，光纖絞合層還包括有第二連接光纖，第二連接光纖和至少兩個第一連接光纖在中心抗拉層的外側進行絞合并沿中心抗拉層的長度方向進行延伸，并且第一連接光纖用于對子陣內的至少兩個水聽器探頭組件進行連接，每個子陣對應于不同的第一連接光纖進行設置，第二連接光纖用于在子陣間與第一連接光纖進行連接。

12、在本發明實施例中，光纖絞合層還包括有絞合金屬絲，絞合金屬絲、第二連接光纖和至少兩個第一連接光纖在中心抗拉層的外側進行絞合并沿中心抗拉層的長度方向進行延伸。

13、在本發明實施例中，中心抗拉層包括中心抗拉金屬絲和至少兩個外圍抗拉金屬絲，至少兩個外圍抗拉金屬絲在中心抗拉金屬絲的外側進行絞合并沿中心抗拉金屬絲的長度方向進行延伸。

14、在本發明實施例中，鎧裝護套層包括光纜外護套和內鎧裝層，內鎧裝層置于光纖絞合層和光纜外護套之間。

15、通過上述技術方案，本發明所提供的輕型同軸變徑深海光纖水聽器陣列具有如下的有益效果：

16、當使用上述的輕型同軸變徑深海光纖水聽器陣列時，由于包括有光纜件和光纖水聽器陣元，光纜件的光纖絞合層的至少兩個第一連接光纖在中心抗拉層的外側進行絞合并沿中心抗拉層的長度方向進行延伸，多個鎧裝護套層沿光纖絞合層的長度依次間隔套設于光纖絞合層的外側，以使得在相鄰兩個鎧裝護套層之間形成光纖絞合層外露的空擋位置，光纖水聽器陣元對應空擋位置設置，并且光纖水聽器陣元的透聲護套組件在空擋位置上套設于光纖絞合層的外側，水聽器探頭組件置于透聲護套組件內并與第一連接光纖連接，密封骨架組件置于透聲護套組件內并與水聽器探頭組件的端側進行對接，密封骨架組件可拼合地夾裝于光纖絞合層上，并在周側形成有可封蓋的密封艙空間，水聽器探頭組件的光學器件置于密封艙空間內，第一連接光纖可伸入密封艙空間內與水聽器探頭組件的傳感光纖進行連接，相較于現有技術中僅采用光纖進行連接的光纖水聽器陣列，本發明中提供的深海光纖水聽器陣列通過具有中心抗拉層的光纜件將所有的光纖水聽器陣元串聯起來，起到了抗拉作用，進而可有效減小陣列的彎曲半徑，同時由于光纜件的存在，使得無需像現有技術中的光纖水聽器陣列結構一樣在陣列的整段長度上均設置支撐骨架和填充膠，從而還可以起到減小外徑尺寸和減輕重量的作用，有利于陣列在深海的快速便捷布放，便于施工，并且成本也進一步降低，易于快速大規模成陣，經濟效益好。此外，密封骨架組件的增設，一方面可以通過對光纖絞合層的夾裝起到支撐作用，以及與水聽器探頭組件的對接可將水聽器探頭組件穩定地安裝于光纜件上，另一方面還可以通過密封艙空間保護水聽器探頭組件中光學器件不受深海高壓的影響，具有較高的可靠性。

17、本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。