基于光學(xué)原理獲取聲波的方法研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)的進(jìn)步，材料在許多行業(yè)中需求越來(lái)越高，對(duì)材料在長(zhǎng)期服役的過(guò)程中的結(jié)構(gòu)健康狀況尤其關(guān)注，因此研究技術(shù)用于材料結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)，意義重大。
　　作為損傷檢測(cè)的重要方法之一的聲波檢測(cè)技術(shù)具有面積大、速度快和探測(cè)精度較高等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于材料的損傷檢測(cè)，但由于聲波檢測(cè)所使用的換能器性能不夠高，影響探測(cè)精度，而光學(xué)測(cè)量方法的空間分辨率高、可檢性與可達(dá)性好，恰好可以彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，故光學(xué)檢測(cè)與聲波進(jìn)行融合的無(wú)損檢測(cè)方法

2、日益受到重視。
　　本文以光纖檢測(cè)系統(tǒng)為例分析了強(qiáng)度、相位和波長(zhǎng)調(diào)制的光學(xué)檢測(cè)方法原理，同時(shí)分析了3種調(diào)制原理的光學(xué)方法獲取薄板結(jié)構(gòu)中傳播聲波的原理。分別設(shè)計(jì)構(gòu)建了不同調(diào)制原理的光纖式聲波檢測(cè)系統(tǒng)，包括聲激勵(lì)模塊、光纖傳感模塊、信號(hào)采集與解調(diào)模塊、計(jì)算機(jī)分析模塊。應(yīng)用構(gòu)建的系統(tǒng)分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其中，通過(guò)施加鉛筆斷芯和正弦激勵(lì)信號(hào)，光強(qiáng)調(diào)制光纖式聲波檢測(cè)系統(tǒng)的光學(xué)響應(yīng)靈敏、信噪比高、抗干擾能力強(qiáng)，但信號(hào)的幅值較?。幌辔徽{(diào)制光纖式聲波

3、檢測(cè)系統(tǒng)的光學(xué)響應(yīng)快、精度高、信號(hào)幅值大，實(shí)現(xiàn)了非接觸式掃描檢測(cè)，但抗相位干擾能力要求高；并且對(duì)兩種系統(tǒng)進(jìn)行加窗正弦激勵(lì)信號(hào)的實(shí)驗(yàn)，研究了不同材質(zhì)、種類(lèi)、參數(shù)和激勵(lì)頻率對(duì)信號(hào)的影響。針對(duì)波長(zhǎng)調(diào)制光纖式聲波檢測(cè)系統(tǒng)的光纖光柵，首先進(jìn)行了靜態(tài)載荷下的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，獲得了光纖光柵布設(shè)位置和材料損傷特性的規(guī)律，接著進(jìn)行了光纖光柵的高頻信號(hào)傳感實(shí)驗(yàn)，可以響應(yīng)30kHz頻率聲信號(hào)，表明該系統(tǒng)適用于高頻的傳感。研究表明，融合了光學(xué)方法的聲波檢測(cè)技術(shù)具有高