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多通道光纤声发射检测系统的研制

张英豪  
【摘要】:光纤声发射检测技术是目前应用于无损检测领域中的一种先进的技术方法,它具有抗电磁干扰能力强,灵敏度高等优点,必将成为无损检测技术新的发展方向。 本文介绍了声发射产生的机理及声波在固体中传播的基本特性;对利用光纤传感器进行声发射检测进行了理论分析,并分析了Sagnac光纤声发射传感器检测声发射信号的原理及其相位灵敏度,介绍了常用的声发射源定位的方法,推导出一维线性,二维平面,三维立体的声发射源定位算法;在此基础上,本文设计了以DSP为核心处理芯片的多通道光纤声发射检测系统,该系统采用Sagnac式光纤声发射传感器作为传感探头,波长为650nm的半导体激光器为光纤传感器提供稳定可靠的相干光源。进行声发射信号检测时,系统将由声发射信号调制的光信号通过光电转换电路转换为电信号,并由放大滤波电路进行检测信号的预处理工作,之后多通道数据采集与处理系统对预处理信号进行采样转换,并显示采集数据的时域波形和经快速傅里叶变换(FFT)后的频域波形。 利用研制的多通道光纤声发射检测系统进行了模拟声发射信号的检测,并进行了声发射源的一维线性和二维平面的定位实验,对定位结果进行了分析,讨论了影响光纤声发射源定位的因素;实验结果表明,该多通道光纤声发射检测系统完全可用于对固体材料内由裂纹的发生和扩展产生的声发射信号进行检测与定位,达到了预期目标。


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