基于光纖光柵和聲波技術(shù)的材料無損檢測技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)和工業(yè)的飛速發(fā)展，各種各樣的材料在各個(gè)行業(yè)受到廣泛的使用，材料的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量越來越受到重視，因此對于材料結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)健康監(jiān)測具有重大的意義。
　　本文將聲波技術(shù)和光纖光柵傳感技術(shù)相結(jié)合起來，對復(fù)合材料板進(jìn)行損傷探測可行性研究。以復(fù)合材料板為研究對象，建立了超聲波材料損傷檢測系統(tǒng)和光纖光柵信號解調(diào)系統(tǒng)。將理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合研究了復(fù)合材料板在超聲波激勵(lì)作用下，用光纖光柵進(jìn)行接收的損傷探測。首先敘述了材料板損傷檢測的研究意義，并對

2、當(dāng)前光聲相結(jié)合技術(shù)檢測材料損傷的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀做了調(diào)研。其次，對超聲波理論知識進(jìn)行了簡要分析，說明了超聲波信號在材料板中的傳播特性，對實(shí)驗(yàn)中的超聲波入射方式做了探討。接著，研究了光纖光柵的結(jié)構(gòu)和傳感理論，對超聲波引起的光纖光柵的應(yīng)變進(jìn)行了研究分析，并對超聲波軸向作用于光纖光柵時(shí)的超聲波反射譜偏移做了實(shí)驗(yàn)研究分析；然后對應(yīng)變波在光纖光柵中的傳播特性進(jìn)行了理論說明，研究分析了光纖光柵粘貼工藝、光纖光柵的長度和光纖光柵布設(shè)如何選取和優(yōu)化才能使

3、光纖光柵最大限度的響應(yīng)超聲波信號。之后，利用超聲激勵(lì)-FBG接收的FBG波長解調(diào)方法及系統(tǒng)對復(fù)合材料的損傷進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究分析，詳細(xì)闡述了當(dāng)前常用的幾種光纖光柵解調(diào)方法，闡述了各個(gè)解調(diào)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，對匹配光柵解調(diào)方法和激光匹配解調(diào)方法做了實(shí)驗(yàn)研究，將這兩種系統(tǒng)運(yùn)用于超聲波信號的測量，對采集到的信號進(jìn)行了對比分析，對比了兩種超聲波解調(diào)系統(tǒng)的靈敏度和解調(diào)速度，驗(yàn)證了光聲結(jié)合方法對于材料損傷檢測的可行性。最后，搭建了超聲激勵(lì)-光纖光柵測試系統(tǒng)，