用于聲發(fā)射探測的塑料光纖傳感器研究.pdf

1、聲發(fā)射技術(shù)是我們熟知的一種無損檢測的方法，許多領(lǐng)域都已被廣泛的應(yīng)用。而使用光纖來進(jìn)行探測，因其具有頻帶寬、體積小、響應(yīng)速度快、不受電磁干擾、不必與被測物體接觸、靈敏度高、電子設(shè)備與傳感器可以距離很遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，這些都成為了光纖聲發(fā)射傳感技術(shù)能夠獲得大力發(fā)展的主要原因。而近年來逐步開發(fā)出的塑料光纖(POF)，以其拉制工藝簡單、成本低廉、質(zhì)輕柔軟、連接損耗低、更耐破壞等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。現(xiàn)在的光纖傳感器多采用單模光纖，本文嘗試設(shè)計(jì)和使用塑料光纖聲發(fā)

2、射傳感器實(shí)現(xiàn)對聲發(fā)射信號的檢測，并對其進(jìn)行驗(yàn)證與對比。
　　 本文首先簡要的介紹了聲發(fā)射和光纖傳感器的相關(guān)理論知識，接著介紹了塑料光纖本身的傳輸原理、材料及性能參數(shù)，并介紹了塑料光纖的優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用。然后在光纖端光場強(qiáng)度的徑向和軸向分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用反射式光纖位移傳感器調(diào)制特性的規(guī)律，可以測量出塑料光纖的工作曲線上升沿和下降沿。利用靈敏度高的前沿工作區(qū)，分析反射回光強(qiáng)的改變可以檢測物體中聲信號的性質(zhì)。利用這一原理，設(shè)計(jì)了一種

3、塑料光纖聲發(fā)射傳感器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對聲發(fā)射的檢測。
　　 由于光纖的各模式之間存在著相干效應(yīng)，那么就使得在輸出端會形成干涉光斑，又由于即使是相同的干擾作用在同一光纖中，其對不同的傳輸模式的影響作用也會不同，這樣使輸出的光斑發(fā)生變化，通過檢測光斑的變化得出相應(yīng)的參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)了固體中傳輸?shù)穆暟l(fā)射信號的檢測。半導(dǎo)體激光器輸出的激光進(jìn)入光纖，將輸入功率在各個(gè)模式間進(jìn)行分配，然后進(jìn)入聲發(fā)射作用區(qū)，出射光束經(jīng)光電轉(zhuǎn)換放大后，得到了輸出信號的波

4、形，通過傅立葉變換得到信號的頻率。并使單模光纖傳感器和塑料光纖傳感器同時(shí)對聲發(fā)射進(jìn)行檢測，通過對比分析，驗(yàn)證了利用塑料光纖作為聲發(fā)射檢測的敏感元件的實(shí)驗(yàn)方案的可行性。
　　 在實(shí)驗(yàn)的最后，應(yīng)用傳統(tǒng)的單模Sagnac光纖傳感器與塑料光纖傳感器同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，來對塑料光纖傳感器的準(zhǔn)確性及靈敏度進(jìn)行檢驗(yàn)與驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)證明了將塑料光纖聲發(fā)射傳感器應(yīng)用于對聲發(fā)射信號檢測的可行性，并由此可以推斷應(yīng)用塑料光纖傳感器來進(jìn)行聲發(fā)射檢測的前景是非常廣闊