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1、毕业论文基于光纤光栅的声发射检测 毕 业 设 计 （论 文） 论文题目：基于光纤光栅的声发射检测 目录 摘要 . 2 ABSTRACT . 3 第1章 绪论 . 4 1.1研究背景 . 4 1.2研究目的和意义 . 5 1.3研究内容 . 6 第2章 声发射传感器的研究及应用现状 . 7 2.1声发射传感器的研究 . 7 2.1.1传统声发射传感器 . 7 212光纤声发射传感器 . 9 2.2声发射传感器的应用现状 . 10 第3章 光纤光栅声发射检测的基本原理 . 11 31光纤AE 传感技术的基本原理 . 11 32光纤Bragg光栅声发射检测系统的解调原理 . 12 第4章 光纤光栅声
2、发射检测系统的构建 . 14 4.1光纤光栅声发射检测的探测系统 . 14 4.2光纤光栅声发射检测的解调系统 . 15 第5章 性能测试实验结论和分析结论 . 16 51实验仪器简单介绍 . 16 52实验所测结果及分析 . 18 第6章 总结与展望 . 21 61总结 . 21 62课题展望及发展前景 . 21 参考文献 . 22 致谢 . 23 1 摘要 声发射( Acoustic Emission，AE) 是材料中局域源快速释放能量而产生瞬态弹性波的一种现象，有时又称作应力波发射。用仪器检测、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术成为声发射技术【1】。随着计算机和微型计算机的
3、快速迅猛的发展，声发射技术作为新的无损检测也迅速发展。声发射技术应用范围已经覆盖了航空航天、石油化工、铁路、汽车、建筑、电力等众多经济领。 声发射具有检测材料内部动态过程的能力, 它的独特点就在于能够检测材料或结构自身发出的信号，使人们了解检测对象是处于怎样的动态过程中。声发射检测技术在航空航天、石油化工、铁路运输、电力等领域，都是一种重要的无损检测。它与常规的无损检测相比有两个基本特点：一是对动态缺陷敏感，在缺陷萌生和扩展过程中可以实时发现；二是声发射波来源于缺陷本身，可以更好地了解检测对象缺陷信息和动态过程。此外，传统的压电声发射传感器体积大，频带窄，受电磁干扰比较严重，在强电场、高温环境
4、下其有效性受到很大制约。因此，基于光纤的声发射检测技术的研究具有非常重要的意义。 本文基于铝合金对光纤光栅声发射检测进行性能测试，完成对三个标准信号AE、连续信号和断铅信号的检测功能，并将实验结果与传统压电谐振声发射检测作对比，最终得出实验结论，同时分析影响光纤声发射检测的因素。 关键字： 声发射 ；光纤声发射检测；标准信号 2 ABSTRACT Acoustic Emission means the phenomenon that partial fast release energy with the transient elastic wave in different material
5、s, sometimes it is also called stress wave emission. Acoustic emission technology includes instrument examination, analysis launch acoustic emission using sound transmitting message inference signal sound source technology .With the fast and rapid development of computers and micro-computer, the aco
6、ustic emission technique as a new non-destructive testing of rapid development. The acoustic emission technique application scope has covered a number of economic fields of aerospace, petrochemical, railway, automotive, construction, electricity and other. Acoustic emission has the ability of the te
7、st of material internal dynamic process .And acoustic emission detection technology is an important non-destructive testing. Compared with conventional non-destructive testing has two basic characteristics: First, it is sensitive to the dynamic defection and it can realizes real-time detection of de
8、fect initiation and propagation process .Acoustic emission wave comes from the defect itself, a better understanding of the detect objects defects information and dynamic process. In addition, conventional piezoelectric acoustic emission sensors have large volume and narrow band. It is subject to el
9、ectromagnetic interference, and it is severely restricted in the strong electric field, high temperature environment. Therefore, based on fiber-optic acoustic emission detection technology has a very important significance. This paper complete the performance test of fiber Bragg grating acoustic emi
10、ssion detection system based on aluminum alloy, and the detection of three standard signals - AE, continuous signal, and off the lead signal. Compared the experimental results of the AE with the conventional piezoelectric acoustic emission, prove the experimental results and analysis of the factors
11、affecting the fiber-optic acoustic emission detection system. Keywords: Acoustic emission; fiber optic acoustic emission detection; standard signal 3 第1章 绪论 1.1研究背景 近几十年来，声发射检测技术作为一种新的无损检测技术得到了迅速的发展。声发射( Acoustic Emission，AE) 是材料中局域源快速释放能量而产生瞬态弹性波的一种现象，有时又称作应力波发射。在外部条件下，固体( 材料或零件) 的缺陷或潜在缺陷改变状态而自动发出瞬
12、态弹性波的现象亦称声发射。材料在应力作用下的变形与裂纹扩展是结构失效的重要机制。这种直接与变形与断裂机制有关的源是声发射源。近年来，流体的泄漏、摩擦、撞击等与变形和断裂机制无关的另一种弹性波源，被称作其它或者二次声波源。用仪器检测、分析声发射信号和利用声发射信号来推断声发射源的技术叫做声发射技术。随着计算机和微型计算机的快速迅猛的发展，声发射技术作为新的无损检测也迅速发展。声发射技术应用范围已经覆盖了航空航天、石油化工、铁路、汽车、建筑、电力等众多经济领域【2】。 声发射是一种常见的物理现象，大多数金属材料塑性变形和断裂时都有声发射信号产生。各种材料的声发射信号的频率范围很宽，从几Hz的次声频，20Hz20KHz的声频到数MHz的超声频。声发射信号的幅度也很大，从10-13m的微观错位运动到1m量级的地震波。如果声发射释放的应变能量足够大，就可以产生人听得到的声音。比如铅笔芯
