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《哈尔滨工程大学》 2005年
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光纤声发射检测技术研究

梁艺军  
【摘要】:光纤超声检测技术是目前国际上智能结构与健康监测研究领域中的热点问题之一。本文简述了国内外光纤传感技术应用于声发射检测研究的进展情况;评述了声发射机理及其在各向同性与各向异性介质中的传输特性;建立了声波与光纤相互作用的线弹性力学模型,在光弹效应的理论基础上,研究了光纤包层对声波与光纤相互作用的影响,导出了基体材料与传感光纤间的超声压力波场的传递函数;利用FFT(Fast Fourier Transform,简称FFT)方法实现了对声发射检测信号的频率识别;给出了全光纤Fizeau干涉仪及其超声探测基本原理;分别讨论了光纤Sagnac和Mach-Zehnder几种典型的光纤干涉仪用于超声检测的基本原理与实验方案;进行了计算机仿真,给出了系统的最佳工作状态;应用上述光纤传感系统,对人工大理石中传输的超声波进行了实验研究,并将实验结果与仿真结果进行了对比分析;在Sagnac干涉仪的基础上,构建了新型Sagnac-like光纤干涉仪,系统分析了这种新型光纤干涉仪的光信号输出特征,讨论了其工作原理;设计了平面环形光纤传感器,该传感器既可以用于表面声波的检测,又可以埋入结构中实现声发射的检测;对模拟的声发射信号进行了实验检测,取得了令人满意的实验结果。实验中对作用于试件表面的冲击波进行了检测,表明所建立的实验系统可用于声发射的检测。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TH878.2

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 邓虎;吴纪元;徐贵鹏;徐莎莎;;光纤Sagnac传感器对材料频率特性的实验研究[J];大学物理实验;2011年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孙国豪;常用金属材料拉伸及疲劳裂纹声信号传播特性[D];华东理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘艳;声发射检测中传感器布置及声源定位的研究[D];中国海洋大学;2011年
2 周猛;镀层金属薄板变形声发射特征研究[D];湘潭大学;2011年
3 秦余欣;光纤用于结构材料的声发射特性研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 王明;光纤声发射检测系统稳定性的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 吴雷;基于多模光纤声发射检测的理论与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 肖洁;基于Walsh变换的滚动轴承典型故障诊断方法研究[D];大庆石油学院;2010年
7 文昌山;用于高耸钢结构裂纹监测的光纤声发射传感器研究[D];武汉理工大学;2012年
8 袭超;光纤干涉式传感系统中PZT调制器的特性研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 左会刚;基于多普勒效应的光纤超声检测研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
10 张广;声发射光纤传感系统的优化设计[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 何存富,周辛庚;用作超声接收器的共焦Fabry-Perot干涉仪[J];光学技术;1998年02期
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10 陈兵,姚武,张东,吴科如;混凝土梁破坏机制的声发射特性实验研究[J];建筑材料学报;2001年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孙国豪;常用金属材料拉伸及疲劳裂纹声信号传播特性[D];华东理工大学;2013年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 辜文杰;李刚;谢云;;结构抗冲击设计的泰勒理论修正及计算机模拟[J];四川建筑科学研究;2008年02期
2 裔裕峰;谢慧才;;钢丝网钢筋加固混凝土圆柱抗轴压破坏性能的声发射特性实验研究[J];四川建筑科学研究;2008年02期
3 吴宏平;刘远;余学芳;;混凝土劈裂抗拉声发射特性性能研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年01期
4 钟赛意,汤国辉,王善荣;功率超声波在农产品加工中应用的研究进展[J];安徽农业科学;2005年08期
5 杨黎燕;赵新法;;超声波提取决明子蒽醌成分的研究[J];安徽农业科学;2008年05期
6 王建安;苑光辉;李艳芝;王洪英;吴国荣;;超声法提取芦笋老茎中多糖的最佳工艺优化[J];安徽农业科学;2009年28期
7 朱轶婷;吴周和;徐凡;;响应面分析法优化超声波辅助提取芦笋多糖工艺条件的研究[J];氨基酸和生物资源;2011年01期
8 韩秀甫,滕永平,吴迪,吴军芳,张娜,王立新;超声换能器暂态声场的理论分析与计算[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年03期
9 魏世明,柴敬,李毅;岩梁小变形的光纤光栅检测方法研究[J];地下空间与工程学报;2005年S1期
10 魏世明;柴敬;;相似模拟实验中光纤光栅传感检测研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢永金;樊建春;张宏;张来斌;张继信;张永学;李世玉;;页岩气开发用高压管汇损伤机理及检测技术[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
2 刘长武;吴鑫;陈泽辉;;基于光纤微弯传感的三维物理模型应力测量技术[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
3 雷平顺;薛力芳;何军;曾华林;付跃刚;周燕;;ZEMAX在多模光纤准直器设计中的应用[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 王蒙;阳能军;王新刚;;声发射检测技术研究现状与发展趋势[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
5 程载斌;王志华;马宏伟;;结构损伤探测技术及研究进展[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
6 陶钢;付源辉;崔艳丽;;紫铜板在爆炸加载下的层裂研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
7 张方举;陶俊林;田常津;;变截面弹丸在分离式Hopkinson压杆中的应用[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
8 戴耀;董耀国;刘凯;郑召全;;不同弹性模量和厚度比对复合装甲抗弹性能的影响[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
9 戴耀;董耀国;王磊;郑召全;;不同入射角和间隙对复合装甲抗弹性能的影响[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(上册)[C];2009年
10 梁志刚;吴艳红;蒋旭鑫;霍宏发;秦学军;钟方平;陈花玲;;声发射信号特征参数分析方法及在镁铝合金中的应用[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 朱晓亮;波导型微结构光纤与标准光纤的耦合机理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张勇;布里渊光纤陀螺有源腔关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 陈世同;高精度光纤陀螺建模及信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 吕文磊;压差式光纤矢量水听器基元与测试技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 全惠敏;电能质量相关信号的S变换检测算法及应用研究[D];湖南大学;2010年
7 徐开东;镁合金高能表面强化研究[D];华中科技大学;2010年
8 史青;光子晶体光纤及其在传感领域的应用研究[D];南开大学;2010年
9 姜萌;光纤CRDS流体传感的理论与实验研究[D];南开大学;2010年
10 石洗凡;大幅面古画高保真数字获取关键技术研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张倩;异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用[D];南昌航空大学;2010年
2 朱晓岭;多传感器信息融合技术在铣削过程监测中的应用研究[D];南昌航空大学;2010年
3 胡霁;基于匹配法的嵌入式光纤光栅温度传感系统[D];南昌航空大学;2010年
4 魏运飞;金属薄板的兰姆波成像检测方法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 刘贞刚;煤岩体破裂的微地震响应特征研究[D];山东科技大学;2010年
6 王铁柱;基于硅基波导声光移频器理论与技术的研究[D];长春理工大学;2010年
7 左伟丽;连续掺镱光子晶体光纤激光器理论和实验研究[D];郑州大学;2010年
8 韩书新;光纤陀螺用保偏光纤及光纤环测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 孙巧英;光纤陀螺捷联系统振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 马茜;准分布式光纤布拉格光栅温度监测系统的研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王素华,张伟林;斜拉桥斜索损伤分析中的小波变换研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年03期
2 何存富;杭利军;吴斌;;用于模拟声发射信号的PZT柱状相位调制器设计[J];北京工业大学学报;2006年08期
3 李宝安,李行善,刘星;Walsh变换对冲击信号序列特征提取的研究[J];北京航空航天大学学报;2003年09期
4 马波,魏强,徐春林,江志农;基于Hilbert变换的包络分析及其在滚动轴承故障诊断中的应用[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年06期
5 崔建伟;王旭;张同华;晏雄;;UHMWPE/LDPE复合材料拉伸破坏的声发射特性研究(Ⅱ)[J];玻璃钢/复合材料;2006年03期
6 王旭;张慧萍;晏雄;;基于声发射技术的PE/PE层合板拉伸破坏机理分析[J];玻璃钢/复合材料;2009年01期
7 王德田;李泽仁;吴建荣;刘寿先;刘俊;蒙建华;彭其先;陈光华;刘乔;;光纤位移干涉仪在爆轰加载飞片速度测量中的应用[J];爆炸与冲击;2009年01期
8 岳亚霖;韦朋余;李盛华;张炜;张晋念;尹强;;钛合金焊接接头疲劳裂纹声发射特征研究(英文)[J];船舶力学;2008年03期
9 程玉琪,朱俊,单雪康;光纤干涉传感系统PTDC法相位检测研究[J];传感技术学报;1989年01期
10 宋光明,葛运建;智能传感器网络研究与发展[J];传感技术学报;2003年02期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 张平;集成化声发射信号处理平台的研究[D];清华大学;2002年
2 刘怀喜;复合材料飞轮的损伤与断裂的声发射研究[D];武汉理工大学;2005年
3 于江林;滚动轴承故障的非接触声学检测信号特性及重构技术研究[D];大庆石油学院;2009年
4 汪歆;改善干涉型光纤微弱磁场传感器性能的若干关键技术研究[D];上海交通大学;2009年
5 张力伟;混凝土损伤检测声发射技术应用研究[D];大连海事大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘艳;声发射检测中传感器布置及声源定位的研究[D];中国海洋大学;2011年
2 李辉;滚动轴承和齿轮振动信号分析与故障诊断方法[D];西北工业大学;2001年
3 郭金光;轴承疲劳寿命试验智能故障诊断方法的研究[D];大连海事大学;2002年
4 李昕彤;干涉型光纤传感器实用中若干关键问题的研究[D];清华大学;2003年
5 周洪梅;输油管道中微弱应力波信号检测的研究[D];南京航空航天大学;2004年
6 周波;干涉型光纤水听器相位载波调制解调技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
7 张森;光纤M-Z干涉仪用于声发射探测的理论与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
8 张宝东;庆虹桥梁检测评估的技术研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
9 刘明辉;免疫算法原理应用研究及机翼结构布局优化[D];西北工业大学;2006年
10 邝井国;光波导应力双折射研究[D];浙江大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 赵瑞娟;安盼龙;张旭峰;杨艳;;快速耦合光纤过程与半导体激光器电光特性实验的研究[J];大学物理实验;2013年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孙国豪;常用金属材料拉伸及疲劳裂纹声信号传播特性[D];华东理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 姜晓玉;声发射信号的激光检测和分析[D];南京理工大学;2012年
2 马广春;光纤光栅声发射传感系统[D];山东大学;2012年
3 徐贵鹏;声表面波的光纤检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 徐莎莎;用于声发射探测的塑料光纤传感器研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
5 左会刚;基于多普勒效应的光纤超声检测研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 赵年伟;基于声发射技术的齿轮故障监测[D];沈阳工业大学;2013年
7 陈晨;基于声发射技术的起重机低速重载回转机构故障检测[D];河北科技大学;2014年
8 李欣;滚动轴承裂纹故障声发射信号产生机理及其传播特性研究[D];湖南科技大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘祝萍,吴小薇,楚泽涵;岩石声学参数的实验测量及研究[J];地球物理学报;1994年05期
2 雷兴林,马瑾,楠濑勤一郎,西泽修,佐藤隆司;三轴压缩下粗晶花岗闪长岩声发射三维分布及其分形特征[J];地震地质;1991年02期
3 马瑾,马文涛,马胜利,邓志辉,刘力强,刘天昌;5°拐折构造变形物理场的实验研究与数值模拟[J];地震地质;1995年04期
4 马瑞,卢民杰,杨晓东;不同温压条件下弹性波在岩石中传播速度的实验研究[J];地震地质;1996年03期
5 陈颙;于小红;戴恒昌;阎虹;;加载历史对岩石声发射的影响——关于水库地震机理的讨论[J];地震地磁观测与研究;1985年01期
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8 蒋淳,冯德益,田山,伊藤秀美;地震序列的自相似性分析及其在地震预报中的应用[J];地震学报;1993年04期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 闫素珍,刘满仓;声发射技术及其应用[J];西安航空技术高等专科学校学报;2002年01期
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10 ;2013年世界声发射会议(上海)会议[J];无损检测;2013年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 李光海;刘正义;;基于声发射技术的金属高频疲劳监测[A];2006年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集[C];2006年
4 陈中剑;杨庆新;焦阳;颜威利;;电磁声发射技术研究[A];电工理论与新技术学术年会论文集[C];2005年
5 李光海;刘正义;;基于声发射技术的金属高频疲劳监测[A];北京机械工程学会2006年优秀论文集[C];2006年
6 赵勇;;声发射技术及其在锅炉“四管”检测中的应用[A];增强自主创新能力 促进吉林经济发展——启明杯·吉林省第四届科学技术学术年会论文集(上册)[C];2006年
7 李典文;;岩石工程中的声发射技术研究与应用现状[A];岩石力学测试技术及高边坡稳定性——第二次湖北省暨武汉岩石力学与工程学术会议论文集[C];1990年
8 张忠政;巩建鸣;梁华;蔡文生;崔强;邵峰;;声发射技术在焦炭塔检测中的应用[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
9 徐秉汉;岳亚霖;;声频技术在压力运载装备建造和安全运行中的应用[A];安全与可靠性——2006流体机械与压力容器技术论坛论文集[C];2006年
10 李顺堂;崔维国;蔡宪法;;应用声发射技术对在役压力容器的检测方法[A];2002年晋冀鲁豫鄂蒙川沪云贵甘十一省市区机械工程学会学术年会论文集(河南分册)[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 姚耀富;声发射技术为“亚健康”设备听诊[N];中国化工报;2009年
2 贺慧宇;声发射监测把脉桥梁安全[N];中国建设报;2008年
3 杨雄飞;应用声发射技术检测钢轨中裂纹扩展[N];世界金属导报;2014年
4 陈汝雄 张清华;用声发射技术检测容器[N];中国石化报;2003年
5 ;用声发射技术检测容器[N];今日信息报;2003年
6 胡忠民李勇;引进声发射技术检测罐车压力容器[N];金华日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 梁艺军;光纤声发射检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
2 于金涛;直升机复合材料试件声发射信号处理算法研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
3 赵静荣;声发射信号处理系统与源识别方法的研究[D];吉林大学;2010年
4 苗金丽;岩爆的能量特征实验分析[D];中国矿业大学(北京);2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈中剑;电磁声发射技术研究[D];河北工业大学;2006年
2 韩敬宇;基于声发射技术的风电叶片裂纹无线监测系统研究[D];北京化工大学;2010年
3 张建辉;电磁声发射数值模拟及实验研究[D];河北工业大学;2006年
4 姜波;声发射技术在化工设备检测中的应用[D];大庆石油学院;2007年
5 李颖;声发射仪校准系统的研究与实现[D];北京化工大学;2012年
6 高宏;声发射技术在动态摩擦过程中的应用研究[D];内蒙古工业大学;2009年
7 李骥;基于声发射的裂纹建模与诊断[D];三峡大学;2014年
8 裔裕峰;声发射技术在混凝土结构健康监测方面的应用研究[D];汕头大学;2006年
9 孙德平;起重机梁声发射技术无损检测研究[D];武汉科技大学;2004年
10 宁小波;声发射技术在复合材料损伤检测中的应用研究[D];中国民用航空飞行学院;2014年
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