您的位置: turnitin查重官网> 工程 >> 电气工程 >> 电气工程及自动化 >光纤用于声发射探测塑料光纤传感器网

光纤用于声发射探测塑料光纤传感器网

收藏本文 2024-02-16 点赞:19117 浏览:83650 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:声发射技术是我们熟知的一种无损检测的策略,许多领域都已被广泛的运用。而利用光纤来进行探测,因其具有频带宽、体积小、响应速度快、不受电磁干扰、不必与被测物体接触、灵敏度高、电子设备与传感器可以距离很远等优点,这些都成为了光纤声发射传感技术能够获得大力进展的主要理由。而近年来逐步开发出的塑料光纤(POF),以其拉制工艺简单、成本低廉、质轻柔软、连接损耗低、更耐破坏等优点备受关注。现在的光纤传感器多采取单模光纤,本论文尝试设计和利用塑料光纤声发射传感器实现对声发射信号的检测,并对其进行验证与比较。本论文首先简要的介绍了声发射和光纤传感器的相关论述知识,接着介绍了塑料光纤本身的传输原理、材料及性能参数,并介绍了塑料光纤的优缺点及其运用。然后在光纤端光场强度的径向和轴向分布规律的基础上,利用反射式光纤位移传感器调制特性的规律,可以测量出塑料光纤的工作曲线上升沿和下降沿。利用灵敏度高的前沿工作区,浅析反射回光强的转变可以检测物体中声信号的性质。利用这一原理,设计了一种塑料光纤声发射传感器系统,实现了对声发射的检测。由于光纤的各方式之间有着着相干效应,那么就使得在输出端会形成干涉光斑,又由于即使是相同的干扰作用在同一光纤中,其对不同的传输方式的影响作用也会不同,这样使输出的光斑发生变化,通过检测光斑的变化得出相应的参数,并实现了固体中传输的声发射信号的检测。半导体激光器输出的激光进入光纤,将输入功率在各个方式间进行分配,然后进入声发射作用区,出射光束经光电转换放大后,得到了输出信号的波形,通过傅立叶变换得到信号的频率。并使单模光纤传感器和塑料光纤传感器同时对声发射进行检测,通过比较浅析,验证了利用塑料光纤作为声发射检测的敏感元件的实验案例的可行性。在实验的最后,运用传统的单模Sagnac光纤传感器与塑料光纤传感器同时进行试验,来对塑料光纤传感器的准确性及灵敏度进行检验与验证。实验证明了将塑料光纤声发射传感器运用于对声发射信号检测的可行性,并由此可以推断运用塑料光纤传感器来进行声发射检测的前景是非常广阔的。关键词:光纤传感器论文声发射论文塑料光纤论文方式间干涉论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    第一章 绪论10-18

    1.1 探讨背景10

    1.2 声发射10-12

    1.2.1 声发射的概念10-11

    1.2.2 声发射检测技术11-12

    1.2.3 声发射检测技术进展的进程12

    1.3 光纤传感器12-13

    1.3.1 光纤传感器的运用原理12-13

    1.3.2 光纤传感器的优越性13

    1.4 用于检测声发射的光纤传感器13-16

    1.4.1 光纤 Michelson 声发射干涉仪13-15

    1.4.2 光纤 Sagnac 声发射干涉仪15

    1.4.3 光纤 Fizeau 声发射干涉仪15-16

    1.5 本课题探讨的主要内容16-18

    第二章 塑料光纤概述18-29

    2.1 塑料光纤的传输原理18-19

    2.2 塑料光纤 POF 的材料19-20

    2.3 塑料光纤的性能参数20-22

    2.3.1 衰减20

    2.3.2 色散20-21

    2.3.3 带宽21

    2.3.4 耐热性21-22

    2.3.5 连接性22

    2.4 塑料光纤的优缺点22

    2.5 塑料光纤的运用22-27

    2.5.1 塑料光纤运用概述22-23

    2.5.2 塑料光纤在通信网络中的运用23-25

    2.5.3 塑料光纤在传感器领域的运用25-27

    2.6 塑料光纤未来的进展27-28

    2.7 本章小结28-29

    第三章 反射式塑料光纤声发射传感器29-39

    3.1 反射式塑料光纤传感器的原理29-32

    3.2 反射式塑料光纤声发射传感器的实验32-36

    3.2.1 塑料光纤纤端光场分布的测量32-33

    3.2.2 塑料光纤数值孔径的测量33-35

    3.2.3 反射式塑料光纤反射调制特性的测量35-36

    3.3 反射式塑料光纤声发射传感器的设计与实验36-37

    3.4 实验结果浅析37-38

    3.5 本章小结38-39

    第四章 塑料光纤模间干涉传感器的原理39-57

    4.1 塑料光纤的方式论述39-48

    4.1.1 理想波导中的光波方式39-43

    4.1.2 塑料光纤的方式论述43-48

    4.2 基于模间干涉的塑料光纤声发射传感器原理48-53

    4.2.1 塑料光纤模间干涉原理48-50

    4.2.2 声发射引起散斑扰动的原理及仿真50-53

    4.3 塑料光纤传感器的检测原理53-56

    4.3.1 散斑的检测技术53-54

    4.3.2 小孔法散斑检测技术的原理与仿真54-56

    4.4 本章小结56-57

    第五章 塑料光纤声发射传感器的实验系统57-70

    5.1 实验所用结构器件57-59

    5.1.1 光路部分57

    5.1.2 电路部分57-59

    5.2 实验整体结构设计59-61

    5.3 实验结果与浅析61-64

    5.4 比较实验与验证64-68

    5.5 本章小结68-70

    结论70-71

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号