微弱光纤声发射信号检测电路建模与仿真

采用双波长稳定技术可克服光纤声发射传感器正交工作点偏移产生的信号衰减与失真,但会造成输出光微弱而难以检测。针对该问题,给出一种光纤声发射信号检测电路设计方案,建立了光电管、前置运放、电流转换的子模型及系统模型,分析了系统噪声特性与稳定性,并采用通用电路模拟软件PSPICE进行仿真验证,仿真实验结果表明,采用该设计方案能有效展宽频带和提高信噪比,可用于频带宽度为318 kHz与幅值低达1 nA的光电流检测。     

声发射光纤检测方法的研究

给出了Michelson干涉式光纤声发射(AE)传感器、Fabery-Perot干涉式光纤(AE)传感器、Mach-Zehnder干涉式光纤AE传感器、Sagnac干涉式光纤声发射传感器的检测原理。同时给出基于以上干涉式光纤声发射传感器的检测技术在一些领域的应用。最后给出声发射光纤检测技术不足及其发展趋势。     

基于光纤声发射传感技术的桥梁监测实验研究

光纤传感器耐久性好,体积小,质量轻,易于实现分布式检测,能满足桥梁等土木结构的实时健康监测.该文设计了一非本征光纤法布里-珀罗(F-P)传感器结构,分析了光纤F-P声发射传感机理,建立了基于光纤F-P声发射传感技术的检测系统,用于混凝土桥梁健康状况的实时在线检测.实验结果表明,该传感器结构简单,体积小,成本低,制作容易,能有效用于桥梁健康监测,易于实现商品化.     

偏振正交双频DBR腐蚀声发射传感器研究

为了实现基于光纤传感器的金属腐蚀在线监测,以金属Q235腐蚀声发射在线监测为目标,采用分布式布喇格反射（DBR）光纤激光器作为腐蚀声发射传感器的方法,通过对偏振正交DBR光纤激光器的工作机理及模型进行研究,分析了偏振正交双频DBR激光器用于腐蚀声发射传感器的谐振腔参量对其性能影响的规律,并进行了基于偏振正交双频DBR激光器的声发射检测实验,实现了偏振正交DBR光纤激光器的优化设计,提出了表征Q235碳钢腐蚀阶段的特征量。结果表明,偏振正交DBR光纤激光器不仅能实现对金属腐蚀声信号的检测,其检测频带范围为0MHz~1MHz,还能实现通过平均拍频值的变化来表征金属腐蚀主要的3个腐蚀阶段。该研究为偏振正交DBR腐蚀声发射传感器及组网的优化设计与制作提供了理论和技术基础,对金属腐蚀特别是核级关键材料的在线腐蚀监测具有重要意义。     

光纤法布里珀罗声发射传感系统

实现了一种由多个光纤法布里珀罗传感器构成的声发射传感系统,可用于变压器局部放电的检测与定位.该系统利用光纤法布里珀罗声发射传感器实现信号采集,利用门限检测的方法实现信号检测,并通过计算信号达到不同传感头的时延差实现放电源的空间定位,具有传感头尺寸小、系统结构简单、抗电磁干扰性能强等优势.     

基于PXI设备和Labview的耳声发射测量仪校准系统研究

耳声发射测量仪测量值的准确与否直接影响听觉疾病的检测和诊断。基于PXI设备和单片机开发板,搭建耳声发射测量仪校准系统。采用NI公司的PXI-8108控制器和PXI-4461数据采集卡,利用图形化语言Labview进行采集平台数据处理模块的开发,解决了目前耳声发射仪检测费力费时的缺点,确保耳声发射测量仪系统的可靠性。实验证明,设计及实现的系统可以方便,高效的校准耳声发射测量仪。     

原油浓度分布光纤层析成像技术的实验研究

本文提出了一种基于光纤过程层析成像技术(OFPT) 检测原油与机油截面浓度分布的新方法。该方法以1310nm 的LD 阵列为光源,由LD 阵列发出的激光,经光纤束传至光纤准直器阵列上变成平行光束,对待测液体进行检测,检测到的光信号到达光电探测器阵列上转换成为光电流,完成检测工作。本实验可实现24 条光路同时检测,实验表明误差小于3. 3 %。     

耳声发射测量仪校准系统设计

耳声发射测量仪测量值的准确与否直接影响听觉疾病的检测和诊断。本文设计并实现一套耳声发射测量仪校准系统。基于PXI总线设备搭建硬件系统;基于LabVIEW语言开发校准软件;对某诊断型耳声发射测量仪进行校准实验。实验结果表明,该校准系统能够对耳声发射测量仪进行校准,可用于日常校准工作中。     

水轮机转轮叶片裂纹实时在线检测研究

水轮机转轮叶片长期工作在恶劣环境下,易产生疲劳裂纹,导致重大事故发生.该文设计一非本征型光纤法布里-珀罗(F-P)干涉腔结构,研究了F-P腔的光学干涉模型,设计了F-P腔的初始腔长,并基于光纤声发射传感技术建立了水轮机转轮叶片裂纹实时在线检测系统,进行实验研究.结果表明,该系统能有效实现水轮机转轮叶片的实时在线检测,操作简单,实现容易,成本低,易于工程实用化.     

夹角式强度反射型光纤声传感器

介绍了一种基于反射式强度型光纤传感原理的光纤声传感器,该传感器通过光纤模块将发射光纤和接收光纤的夹角固定为60°,同时采用基于微加工技术制作的反射振动膜片敏感声音信号并调制光信号强度.建立了该传感器的理论模型,并通过仿真和实验分析得到系统的最佳工作距离为8 μm,灵敏度为2.49 μW/μm.实验测试结果表明,该声传感器样机对声音的探测灵敏度为30 mV/Pa,同时给出了样机的频率响应及线性度测试结果.     

一个高抗干扰数字自动控制增益的声发射监测系统

工业现场工况监测常常面临两个主要问题：微弱检测信号需要根据实时状况自动变增益放大;在恶劣强电磁场环境下,检测信号能否屏蔽掉绝大部分干扰,传递到计算机进行进一步处理。针对这两个问题,开发了一个高抗干扰数字自动控制增益的声发射监测系统,可适合于强电磁场环境,自动地调整前置放大器的增益。该系统包含一种大动态变化范围的新型数控可变增益放大电路、电源管理电路、模拟信号光纤传输电路和数字信号光纤传输电路。介绍了系统结构、电路原理及实验结果。     

基于相位载波解调的声低通滤波光纤水听器抗混叠性能实验研究

报道了声低通滤波光纤水听器的抗混叠实验结果.声低通滤波光纤水听器足为解决高频混叠问题而提出的一种新型光纤水听器.理论分析和实验研究已经表明.该类光纤水听器的声压灵敏度频响具有较好的低通滤波特性,对高频声信号有很强的抑制作用.通过设计对比实验,研究了高频干扰对普通光纤水听器系统信号解调的影响,以及声低通滤波光纤水听器的抗混叠性能.结果表明,当强高频干扰使得普通光纤水听器系统无法进行正确的信号解调时,声低通滤波光纤水听器的信号解调系统仍然能够正常工作,解调得到的声信号与没有干扰时的结果一致性非常好,相关系数在0.99以上.     

光纤声传感器的外差检测技术

本文对以Mach-Zehnder干涉仪结构的单模光纤声传感器及其外差检测进行了理论分析和实验研究,成功地实现了具有相位反馈的外差系统(HPFI),实验结果与文献[6]的基本一致。     

光纤传感器中拍频光电流信号的计算

本文计算了利用正交偏振双频激光束的光纤传感器的拍频光电流信号。实验结果与理论计算一致性很好。     

基于FBG传感网络和时间反转聚焦成像方法的声发射定位技术研究

针对传统声发射定位系统存在的结构复杂、难以组网、定位精度低等问题,设计了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器网络和时间反转聚焦成像的声发射定位方法。在对时间反转聚焦定位原理分析的基础上,利用四个FBG传感器构建四点定位系统,并采用窄带激光边缘滤波技术实现信号解调。利用Morlet小波提取信号中特定频率成分,并计算模值和时差。通过建立时间反转聚焦模型实现声发射源定位,并在铝合金板结构上对整套成像定位方法进行验证。实验结果表明,该方法能有效地对400mm×400mm监测区域进行声发射定位成像,定位误差小于20mm,耗时小于2s。为声发射检测和定位提供了一种新的方法。     

基于菱形光纤布拉格光栅传感阵列的声发射定位技术

声发射技术是结构损伤检测的重要手段,声发射源定位是损伤检测的首要环节。时差定位技术具有快速、高效、精确的特点,以此设计了由菱形阵列光纤布拉格光栅（FBG）传感器构成的声发射定位系统。采用小波变换和传统阈值法提取特征信号,结合互相关法获得传感器间的信号到达时差,然后根据几何定位模型求解非线性方程组得到声源可能存在的位置,最后根据时差的正负特性进一步确定声源的准确位置,有效避免了伪声源的情况。在铝合金板上,以对角线为48 cm48 cm的监测区域进行了10组测试实验验证,平均误差为1.29 cm。     

基于声发射技术的金刚石单晶生长机理研究

作为一种动态无损检测技术,声发射在研究材料的变化机理和特殊性能表征等方面具有重要作用.本文采用声发射检测技术对高温高压下人造金刚石单晶的生长过程进行了检测与分析.并结合金刚石/金属包膜界面微观形貌的观察,讨论了声发射信号能量、幅度、振铃等参数的变化规律.实验结果表明,声发射信号的特征参数能客观反映金刚石单晶在高温高压下...     

激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石过程中声发射信号检测试验

利用声发射仪对脉冲光纤激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石的过程进行了试验研究。在激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石的过程中检测到的声发射信号包含丰富的特征信息;利用声发射信号的幅度、能量计数和撞击计数等特征参数对激光诱导背向湿式刻蚀蓝宝石过程进行表征;蓝宝石未被切穿时声发射信号表现为声发射事件少,幅度大(90~100dB),能量计数较大,撞击计数较小;蓝宝石被切穿后声发射信号表现为声发射事件多,幅度小(40~80dB),能量计数基本为0,撞击计数较大。     

基于STC12C5410AD单片机的四通道声发射信号采集系统设计

根据声发射信号微弱、传播速度快、易受干扰等特点,通过对声发射检测中声发射信号源定位类别和方法的研究,提出了多个数据采集通道同时采集声发射信号的设计方法。本方法利用单片机技术设计了一个多通道声发射信号采集系统,从而实现了对声发射信号的同步采集以及声源信号技术,同时通过与上位机通讯完成了数据的保存和处理。     

窄线宽激光的零拍测量法

分析了用光纤延时零拍法测量窄线宽激光时 ,光纤延时线长度与零拍光电流谱线上的附加波动关系 ,利用该方法对有源光纤环形腔滤波器输出谱线进行了测量 ,其附加波动变化规律实验结果与理论分析一致。