用于高聳鋼結(jié)構(gòu)裂紋監(jiān)測(cè)的光纖聲發(fā)射傳感器研究.pdf

1、在50多年前，現(xiàn)代聲發(fā)射(acoustic emission)理論及技術(shù)興盛起來。聲發(fā)射技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)展到工程應(yīng)用，測(cè)試頻率從聲頻提高到數(shù)十兆赫茲，檢測(cè)儀器也已發(fā)展為多通道、數(shù)字化及高度計(jì)算機(jī)化的檢測(cè)分析系統(tǒng)。然而所采用的傳感器一般為壓電式，須與前置電信號(hào)放大電路保持很近的距離。它們都容易受到機(jī)電類噪聲干擾，且傳感器工作頻帶窄、必須與待測(cè)試件接觸。而光纖聲發(fā)射傳感器則免受電磁類噪聲干擾，工作頻帶寬，不必與待測(cè)試件接觸；更兼其尺寸非常

2、小，可以與相應(yīng)的電氣設(shè)備相隔很遠(yuǎn)。光纖傳感器將成為結(jié)構(gòu)損傷探測(cè)領(lǐng)域的新的研究方向。
　　 本文基于光纖法布里-珀羅(F-P)傳感器及聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)，通過研究該傳感器對(duì)裂紋所激發(fā)的聲發(fā)射信號(hào)的響應(yīng)，證實(shí)所設(shè)計(jì)的光纖法布里-珀羅傳感器可用于對(duì)高聳結(jié)構(gòu)裂紋的在線監(jiān)測(cè)。本文的主要工作是：
　　 (1)分析了當(dāng)前在金屬材料領(lǐng)域中的聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)，總結(jié)了光纖傳感技術(shù)在結(jié)構(gòu)損傷探測(cè)領(lǐng)域里的發(fā)展?fàn)顩r，提出了用于裂紋監(jiān)測(cè)的光纖法布里-珀羅

3、傳感器。
　　 (2)根據(jù)光纖法布里.珀羅傳感器的工作原理，及聲發(fā)射信號(hào)在金屬材料中的傳播特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并且制備了側(cè)式及膜片式光纖F-P聲發(fā)射傳感器。
　　 (3)對(duì)所制備的兩種傳感器進(jìn)行了性能測(cè)試，包括傳感器的基本光學(xué)性能及溫度特性測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，傳感器的光學(xué)性能較好；并且側(cè)式傳感器的溫度穩(wěn)定性、重復(fù)性較好，在溫度從-20℃逐步上升到80℃的過程中，干涉條紋單個(gè)級(jí)次的波峰漂移不超過7nm；而膜片式傳感器的波峰漂移呈線性