Гидрофоны с решетками

Следующие лабораторные испытания прибора были проведены на испытательном стенде для гидролокаторов фирмы «Сперри» в Great Neck, Нью-Йорк. На рисунке показаны два гидрофона, подготовленные для исследования в испытательном бассейне. При испытаниях рабочие характеристики прибора были подтверждены (т. е. динамический диапазон порядка 125 дБ и минимальное обнаружимое давление на уровне шума Кнудсена).

image66

Кроме того, приборы продемонстрировали, что их характеристики не зависят от направления.

Эти гидрофоны с решетками, движущимися в противоположных направлениях, стали одними из первых многомодовых волоконно-оптических датчиков, продемонстрировавших характеристики, сопоставимые с существующими электрическими приборами. К тому же благодаря заложенному в конструкции сообщению с забортной водой они оказались относительно невосприимчивы к уровню статического давления и отличались простотой изготовления, поскольку были применены модульные компоненты, собираемые отдельно. Однако этот конкретный тип датчика не имел собственной точки отсчета, и ошибки в определении уровня давления могли возникать из-за различных потерь при передаче в соединителях и волокнах, а также при колебаниях оптической интенсивности источника. Был продемонстрирован датчик постоянного давления с решетками, движущимися в противоположных направлениях, в котором была сделана попытка решения этой проблемы. В этом случае поглощающие полосы первой из пары решеток поглощали свет на одной длине волны и были прозрачны для определенной опорной длины волны. Полосы второй решетки поглощали обе длины волны. Тогда опорный сигнал уменьшался на величину всех оптических потерь в системе, за исключением обусловленных относительным смещением решеток. Потери другого сигнала составляли потери в системе, умноженные на модуляцию чувствительного элемента. В результате вычислением отношения двух сигналов можно обеспечить для датчика точку отсчета. Этот метод обеспечивает высокую точность только в том случае, если длины волн опорного и модулированного сигнала близки между собой, поскольку известно, что потери в самом оптическом волокне изменяются в зависимости, как от длины волны, так и от температуры.

См. также:  Интерферометры Саньяка

Использование чувствительных элементов на основе движущихся в противоположных направлениях решеток позволяет производить датчики смещения, датчики давления и гидрофоны. Все они основаны на модуляции ширины прозрачной полосы а. Теперь мы вернемся к датчикам, чувствительные элементы которых модулируют период решетки.