Например, Бобцов

ОБНАРУЖЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВОЛОКОННЫХ РЕШЕТОК БРЭГГА

Аннотация:

Предмет исследования. Представлены результаты экспериментального исследования возможности применения одиночных волоконных брэгговских решеток в качестве чувствительных элементов для обнаружения ультразвуковых воздействий в газообразных или жидких средах, а также при размещении волоконных брэгговских решеток в различных материалах и конструкциях с целью мониторинга их состояния. Метод. Ультразвуковое воздействие с основной частотой 65 кГц оказывалось поочередно на два чувствительных элемента на основе двух волоконных брэгговских решеток с различающимися параметрами — физической длиной решетки, коэффициентом отражения и крутизной наклона линейного участка спектральной характеристики. Произведен сравнительный анализ полученных данных с данными от опорного пьезоэлектрического ультразвукового датчика. Оценка результатов производилась в частотной области до 200 кГц, исследовались три первые гармоники сигнала — 65, 130 и 195 кГц. Оценивались соотношение сигнал-шум для каждого чувствительного элемента, а также отношения значений сигналов, полученных с различных чувствительных элементов. Основные результаты. Создана измерительная установка на основе малогабаритного перестраиваемого вертикально излучающего лазерного диода и программируемой логической интегральной схемы. Показано, что одиночные волоконные брэгговские решетки пригодны для построения чувствительных элементов ультразвуковых датчиков и обладают сопоставимыми с пьезоэлектрическими датчиками значениями чувствительности и динамического диапазона. Проведена теоретическая оценка диапазона детектируемых частот и оценка влияния параметров брэгговской решетки на чувствительность датчика к ультразвуковому воздействию. Отношения сигналов, измеренных брэгговской решеткой с крутизной наклона спектральной характеристики 142 1/нм и коэффициентом отражения 100 %, к сигналам от решетки с наклоном 44 1/нм и отражением 40 % — 5,8, 3,8, 7,1 для 65, 130 и 195 кГц соответственно. Отношения сигналов, измеренных опорным пьезоэлектрическим датчиком, к сигналам, измеренным брэгговской решеткой с крутизной наклона спектральной характеристики 142 1/нм и коэффициентом отражения 100 % — 3,8, 6,2, 7,7 для 65, 130 и 195 кГц соответственно. Практическая значимость. Результаты исследования показывают возможность применения волоконных брэгговских решеток в качестве чувствительных элементов пороговых и измерительных ультразвуковых датчиков для размещения в объеме и на поверхности исследуемых материалов. Особенности и преимущества волоконно-оптических измерительных систем обеспечивают простоту монтажа массивов чувствительных элементов в исследуемый материал или конструкцию в процессе производства, нечувствительность к внешним электромагнитным помехам и возможность мультиплексирования большого числа чувствительных элементов на одном оптическом волокне

Ключевые слова:

Постоянный URL

Статьи в номере

Содержание © 1993–2024 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО