Page 107 - 无损检测2021年第十二期

陈 博, 等:

一种新型低温光纤环声发射传感技术

环声发射检测装置对模拟声发射信号定位精度可达 耦合钛合金气瓶进行声发射信号采集, 采集灵敏度

到最大传感器间距的8.0% 。 不低于90dB , 通过修正液氮环境中的定位参数, 定
位精度能达到最大传感器间距的8% 。基于该技术
光纤环声发射检测系统的各通道灵敏度如表2
所示。 搭建的光纤环声发射检测装置, 可解决目前低温检
表1 模拟信号定位偏差 测试验中无法进行声发射平面定位的问题, 为钛合
位置 绝对偏差值 / mm 最大传感器间距 / mm 定位偏差 / % 金气瓶液氮低温声发射检测提供了新的解决思路,
也为未来光纤低温声发射检测技术在工程上的应用
A 28.32 354 8.0
B 27.26 354 7.7 奠定了基础。
C 18.76 354 5.3
参考文献:
D 19.47 354 5.5
表2 光纤环声发射检测系统的各通道灵敏度 [ 1 ] 郭谆钦. 基于 PZT 的结构健康监测技术研究[ D ] . 长
沙: 国防科技大学, 2005.
dB
[ 2 ] 隋华. 压电效应的有限元分析及压电悬置控制方法的
通道编号 第1次 第2次 第3次
研究[ D ] . 长春: 吉林大学, 2003.
1 91 90 91
[ 3 ] 聂泳忠, 颜黄苹, 黄元庆. 铋层状与铌酸锂复合压电陶
2 90 90 90
瓷传感器的温度特性[ J ] . 厦门大学学报( 自然科学
3 91 92 91
版), 2016 , 55 ( 3 ): 441-444.
4 91 93 91

[ 4 ] MINARDO A , CUSANO A , BERNINI R , et al.
从测试结果可以看出, 4个通道的检测灵敏度 Res p onse of fiber Bra gg g ratin g s to lon g itudinal

最低为90dB , 最高为92dB , 偏差在±3dB内, 模拟 ultrasonic waves [ J ] .IEEE Transactions on

信号在定位图像中均有定位且一致性较好, 证明在 Ultrasonics , Ferroelectrics , and Fre q uenc y Control ,

液氮环境中, 光纤环声发射传感器能够直接耦合气 2005 , 52 ( 2 ): 304-312.

[ 5 ] FERREIRADS , GONCALVESAF , DE ALMEIDA
瓶采集声发射信号, 声发射信号幅值可达到90dB ,

FL A , etal.AsmartskinPVCfoilbasedonFBG
并且可对声发射信号进行准确定位。
sensorsfor monitorin gstrainandtem p erature [ J ] .
4 结语 IEEETransactionsonIndustrialElectronics , 2011 , 58

( 7 ): 2728-2735.
提出了一种新型的光纤环声发射传感技术, 可 [ 6 ] BÚA-NÚÑEZI , POSADA-ROMÁN J E , RUBIO-

用于低温环境下的声发射检测。根据理论推导, 建
SERRANO J , et al.Instrumentation s y stem for
立了光纤环声发射传感器的理论模型, 对光纤环声 locationofp artialdischar g esusin gacousticdetection

发射传感器中声发射波的声压变化与光相位变化关 withp iezoelectrictransducersando p ticalfibersensors

系以及调制后的输出光强进行了计算, 基于光纤马 [ J ] .IEEE Transactions on Instrumentation and
赫 - 曾德干涉原理搭建了四通道的光纤环声发射检 Measurement , 2014 , 63 ( 5 ): 1002-1013.

测装置, 并对液氮低温下的钛合金气瓶进行声发射 [ 7 ] WEI P , LIUJ , DAIZJ , etal.Monitorin g thesha p eof

检测试验, 分析了光纤环声发射检测装置的通道灵 satellite win g frame usin g FBG sensors in hi g h

electronicnoise , vacuum , and -196℃ environment
敏度及定位精度。
[ J ] .IEEE Transactions on Industrial Electronics ,
试验结果表明, 光纤环传感器可在液氮下直接
2017 , 64 ( 1 ): 691-700.

( 上接第36页) [ 7 ] 袁英民, 孙金立, 陈新波. 飞机复合材料层压缺陷原位
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2021年 第43卷 第12期
无损检测