光纖傳感器用于金屬表面超聲波檢測的原理與應用研究.pdf

1、采用超聲檢測技術對金屬相關特性參數(shù)的測定,在無損檢測領域中占有重要的一席之地。隨著對檢測材料的各項性能指標參數(shù)的要求越來越高,迫切需要研發(fā)一種更加靈敏、可靠的無損檢測技術。采用光纖傳感技術,通過對聲表面波進行檢測和分析是這一領域熱點研究方向之一。
　　 本文采用Sagnac光纖干涉儀技術,實現(xiàn)對聲波在固體中傳播速度的檢測。采用三角形鑄鐵為被測對象,利用數(shù)據(jù)采集卡收集信息,通過PC機采圖計算得到實驗數(shù)據(jù):將兩個Sagnac環(huán)貼在鑄

2、鐵的兩端(縱波)或在鑄鐵的同一側(表面波),當超聲波信號在固體中傳播并作用于光纖傳感器的敏感光環(huán)時,輸出端的數(shù)據(jù)采集卡將會得到兩個波譜,通過電腦可以讀出。由于這兩個傳感器在不同時刻探測到信號,根據(jù)時間差以及預先設計好的距離就可以計算出聲波的速度。再通過理論公式推導,將所測數(shù)據(jù)帶入到推導公式中可以計算出固體材料的楊氏模量和泊松比。
　　 對光纖傳感器的工作原理做了詳細闡述,回顧了聲表面波無損檢測技術的發(fā)展歷程;詳細地介紹了聲表面波

3、的類型,分析了聲表面波在無邊界各向同性固體中傳播的特性,詳細分析了聲表面波在有邊界固體中的傳播特性,并針對邊界變化條件的限制,對瑞利波、電聲波、樂甫波、廣義瑞利波、拉姆波等的性質進行了較詳細的分析和部分推導,對它們的特性給予了較全面地闡述。并介紹了聲表面波反射和模式的轉換,波束偏離和衍射效應以及聲表面波的衰減。對于各向同性介質中聲表面波的傳播,給出了理論模型;各向異性介質因為相對比較復雜,這里給出了一些解釋;之后推導了聲波在固體中的波動