基于光纖傳感器的固體材料特征參數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近年來,由于事故的頻頻高發(fā),人們對(duì)檢測(cè)材料的各項(xiàng)指標(biāo)的要求也越來越高,因此探求一種靈敏度更高、更加可靠的無損檢測(cè)技術(shù)一直是人們研究的熱點(diǎn)。光纖傳感器由于它的體積小、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)在材料檢測(cè)方面具有很大的優(yōu)勢(shì),本課題就是采用光纖傳感器對(duì)固體材料的一些特性參數(shù)進(jìn)行研究。
　　本文首先介紹了無損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,分析了幾種典型的用于檢測(cè)聲發(fā)射的相位調(diào)制型光纖傳感器;闡述了聲表面波在固體中的傳播特性,分析了聲表面波在

2、各向同性和各向異性介質(zhì)中的傳播特點(diǎn);對(duì)光纖傳感器對(duì)聲波輸出信號(hào)特性進(jìn)行了分析,介紹了初位相對(duì)光纖聲發(fā)射干涉儀的影響,利用Matlab仿真,得出光纖傳感器檢測(cè)最佳狀態(tài)所在點(diǎn);建立了有限元模型,用Ansys12.1軟件進(jìn)行仿真,分析了聲波在光纖以及混凝土界面的傳播特性;介紹了光纖聲發(fā)射傳感實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),其中包括光路部分以及電路部分,設(shè)計(jì)了一種新型的偏振調(diào)試裝置以及光電轉(zhuǎn)換及放大電路;完成理想狀態(tài)下的調(diào)試實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了光纖Sagnac傳感器對(duì)

3、固體材料聲表面波的檢測(cè)的可行性。
　　利用波速和固體彈性常數(shù)關(guān)系,提出了固體彈性常數(shù)的測(cè)量方法,介紹了聲速測(cè)量實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)使用雙Sagnac以及雙Michelson傳感器系統(tǒng),采用自制的模擬聲發(fā)射源,利用數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集數(shù)據(jù),在計(jì)算機(jī)上顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得出在固體材料中傳播的聲表面波以及縱波的速度,進(jìn)而通過Matlab等計(jì)算軟件得到固體材料的楊氏模量、泊松比、體積模量、剪切模量。實(shí)驗(yàn)采用固體材料鋁及大理石