基于光纖超聲波動(dòng)傳感技術(shù)的主動(dòng)和被動(dòng)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法研究.pdf

1、光纖超聲波動(dòng)傳感器是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和智能結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，相比傳統(tǒng)應(yīng)力波檢測(cè)的電學(xué)元件，光纖傳感器具有靈敏度高、體積小、抗電磁干擾、適應(yīng)性強(qiáng)、靈活多變、集感知與傳輸于一體等優(yōu)點(diǎn)，將超聲導(dǎo)波檢測(cè)和聲發(fā)射技術(shù)與光纖傳感器相結(jié)合，有利于更廣泛和便捷地應(yīng)用于實(shí)際工程結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。本論文主要研究了基于Mach-Zehnder（M-Z）干涉儀原理的超聲波動(dòng)光纖傳感器的主動(dòng)與被動(dòng)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法。
　　論文首先給出了M-Z干涉儀的基

2、本原理，分析了基于M-Z干涉儀的光纖傳感器測(cè)量超聲波的原理。為了能使干涉儀處于最佳的工作狀態(tài)，分析環(huán)境中的溫度變化、隨機(jī)振動(dòng)以及光纖雙折射對(duì)干涉儀輸出信號(hào)的影響機(jī)制。
　　其次，將超聲光纖傳感器應(yīng)用于圓管結(jié)構(gòu)的主動(dòng)損傷識(shí)別研究中。針對(duì)管結(jié)構(gòu)，為了增加光纖傳感器的靈敏度，在圓管中將光纖纏繞于圓管以增加傳感臂的感應(yīng)長(zhǎng)度，并分析了圓管上的螺旋光纖對(duì)管中各種模態(tài)的敏感性。通過管中軸向傳播導(dǎo)波模態(tài)的特性分析，選擇L(0,2)模態(tài)作為檢測(cè)模態(tài)