【正文】 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 聲發(fā)射 ( Acoustic Emission， AE) 是材料中局域源快速釋放能量而產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波的一種現(xiàn)象，有時又稱作應(yīng)力波發(fā)射。傳統(tǒng)的壓電聲發(fā)射傳感器體積大，頻帶窄，受電磁干擾比較嚴(yán)重，在強(qiáng)電場、高溫環(huán)境下其有效性受到很大制約。而光纖 AE 傳感器具有體積小、頻帶寬、靈敏度高、損壞閾值高、不必與被測物體接觸、適用于惡劣環(huán)境等優(yōu)點。因此，光纖聲發(fā)射檢測技術(shù)有很重要的研究意義。 基于光纖 Sagnac 干涉效應(yīng)，建立一套光纖聲發(fā)射傳感系統(tǒng) ,并分析其系統(tǒng)構(gòu)成和測量原理，建立標(biāo)準(zhǔn)聲發(fā)射采集系統(tǒng)并進(jìn)行室內(nèi)實驗。完成 對三個聲源信號：斷鉛信號、摩擦信號和敲擊信號的采集測試，以及激勵源的脈沖信號分析。實驗結(jié)果表明，與傳統(tǒng)聲發(fā)射檢測系統(tǒng)相比，新型光纖聲發(fā)射檢測系統(tǒng)具有整體簡單，操作簡易，設(shè)備體積小，獲得測量信號更貼近真實信號等優(yōu)點。 關(guān)鍵詞 ： 聲發(fā)射 ；光纖聲發(fā)射檢測； Sagnac 干涉效應(yīng) 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） II ABSTRACT Acoustic Emission means the phenomenon that partial fast release energy with the transient elastic wave in different materials, sometimes it is also called stress wave emission. Traditional piezoelectric acoustic emission sensor is large, frequency band is narrow, and have serious electromagic interference, in high temperature environment or in a strong electric field, its effectiveness is limited. The optical fiber AE sensor has the advantages of small volume, wide frequency band, high sensitivity, high damage threshold, not contact the measured object ,suitable for harsh environment. Therefore, the research on optical fiber acoustic emission detection technology has a very important significance. Based on the interference effect of Sagnac, a set of optical fiber acoustic emission sensor system is established, and the system structure and meas uring principle are analyzed. Complete the acquisition and testing of three sound source signals: the signal of lead, the friction and the signal, pulse signal analysis of excitation source The experimental results show that pared with the traditional acoustic emission detection system, the new fiber optic acoustic emission testing system has the advantages of simple operation, simple operation, small equipment etc. Key words: Acoustic emission。 fiber optic acoustic emission detection。 the effect of fiber Sagnac interferome 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） III 目 錄 第 1 章 緒論 ............................................................................................................. 1 選題背景及意義 ......................................................... 錯誤 !未定義書簽。 傳統(tǒng)聲發(fā)射的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀 ......................................................... 2 光纖聲發(fā)射技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................................................. 3 光纖聲發(fā)射技術(shù)國外研究現(xiàn)狀 .....................................................3 光纖聲發(fā)射技術(shù)國內(nèi)研究現(xiàn)狀 .....................................................5 本課題的主要研究內(nèi)容 ..............................................................................5 第 2 章光纖聲發(fā)射檢測系統(tǒng)理論基礎(chǔ) .................................................................. 7 聲發(fā)射檢測的基本原理 ............................................................................. 7 光纖聲發(fā)射檢測的基本原理 ..................................................................... 8 光纖傳感器的光 彈效應(yīng) .................................................................... 8 光纖包層的影響 ...............................................................................10 光纖傳感器的解調(diào)方式 ..........................................................................11 光纖 Michelson 傳感器的解調(diào)方式 ................................................12 光纖 Fizeau傳感器的解調(diào)方式 ......................................................14 本章小結(jié) ....................................................................................................17 第 3 章 光纖聲發(fā)射檢測系統(tǒng)的搭建 ............................................................. ...18 光纖聲發(fā)射探測系統(tǒng) .............................................. ...錯誤 !未定義書簽。 光纖聲發(fā)射解調(diào)系統(tǒng) ................................................................................錯誤 !未定義書簽。 光纖聲發(fā)射檢測實驗平臺的搭建 ....................................錯誤 !未定義書簽。 激光器 ...............................................................................................17 光電轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計 ......................................................................... 21 數(shù)據(jù)采集 ......................................................................................... 22 光纖耦合器 ..................................................................................... 23 FC 連接器 ........................................................................................ 23 Q9 接頭 ............................................................................................ 24 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 本章總結(jié) ..................................................................................................24 第 4 章 光纖聲發(fā)射檢測實驗研究 ...................................................................... 18 常規(guī)聲發(fā)射實驗 ......................................................... 錯誤 !未定義書簽。 脈沖信號實驗 .................................................. ...........錯誤 !未定義書簽。 本章小結(jié) ........................................................................................ ...........30 結(jié)論 ......................................................................................................................... 31 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 32 致 謝 ....................................................................................................................... 34 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒 論 選題背景及意義 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ,現(xiàn)代機(jī)械裝備、工程建筑結(jié)構(gòu)等已經(jīng)向復(fù)雜化、集成化、大型化方向發(fā)展。這些集成化、復(fù)雜化的結(jié)構(gòu)應(yīng)用到大型橋梁 ,電力部門的大型發(fā)電機(jī)組 ,航空航天領(lǐng)域的航天飛機(jī)、空間站 ,核反應(yīng)堆、大型水利工程等環(huán)境中持續(xù)受到各種載荷的作用以及突發(fā)性外在因素的影響 ,隨著時間的推移其結(jié)構(gòu)材料的性質(zhì)、強(qiáng)度、變形模量等材料學(xué)與力學(xué)參數(shù)不斷惡化 ,結(jié)構(gòu)上開始出現(xiàn)疲勞裂縫、螺變、腐燭等缺陷。若這些潛在故障不加以及時診斷修復(fù)最終將會使得整個結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞性失效并且引起災(zāi)難性事故。 聲發(fā)射檢測 是一種對結(jié)構(gòu)或材料內(nèi)部的潛在缺陷或者處在運動變化過程中的缺陷進(jìn)行的無損檢測，它是聲發(fā)射技術(shù)的重要部分。當(dāng)然現(xiàn)在聲發(fā)射技術(shù)也有一些缺點，比如說它容易受到機(jī)電噪聲的影響；