采用光纖Sagnac干涉儀的超聲波檢測研究.pdf

1、基于超聲波的損傷檢測是工業(yè)無損檢測中應(yīng)用范圍最廣的一種方法，但檢測中常用的壓電探頭不能在強(qiáng)電磁干擾、腐蝕、高溫等惡劣條件下使用。與之相比，干涉式光纖傳感器具有重量輕、體積小、抗電磁干擾等優(yōu)點，為檢測材料中的超聲波信號提供了一個更好的測量方法。本文設(shè)計了一種基于高雙折射光纖Sagnac干涉儀的超聲波傳感器，制作了可移動式的光纖環(huán)作為超聲探頭，采用了雙波長補(bǔ)償法克服了初始偏置相位漂移對輸出信號幅度帶來的影響。
　　本文研究的工作主要體

2、現(xiàn)在以下三個方面:
　　(1)根據(jù)Jones矩陣?yán)碚搶味胃唠p折射光纖Sagnac干涉儀的反射和透射光譜特性進(jìn)行了理論研究，討論了耦合器、高雙折射光纖快慢軸與直角坐標(biāo)系的夾角、高雙折射光纖的長度及折射率差對干涉儀光譜特性的影響;推導(dǎo)了在超聲波作用下高雙折射光纖Sagnac干涉儀探頭的相位差變化，分析并仿真了兩段雙折射光纖參數(shù)對反射透射光譜的影響;最后對高雙折射光纖Sagnac干涉儀的信號特性進(jìn)行了分析。
　　(2)介紹了雙波

3、長光源及特定的補(bǔ)償算法的基本原理，然后對雙波長光源的系統(tǒng)輸出進(jìn)行理論仿真，分析這種雙波長光源及特定的補(bǔ)償算法可以用來消除高雙折射光纖Sagnac干涉儀在檢測信號時帶來的輸出信號不穩(wěn)定現(xiàn)象，最后實驗驗證了在不同溫度條件下，采用雙波長補(bǔ)償法可以克服輸出信號幅度的衰落。
　　(3)對基于高雙折射光纖Sagnac干涉儀的超聲波檢測系統(tǒng)和光纖光柵進(jìn)行了對比實驗，實驗結(jié)果顯示，在不同頻率、相同幅值的正弦波和調(diào)制波激勵條件下，基于高雙折射光纖S