[发明专利]用于检测和定位板中声发射信号的增敏封装光纤传感系统

说明书

本发明涉及一种用于检测和定位板中声发射信号的增敏封装光纤传感系统，该系统包括激光器、传感模块和解调系统，所述的传感模块为增敏封装光纤传感器，所述的增敏封装光纤传感器与解调系统连接；增敏封装光纤传感器的封装外壳为钢制针管，增敏封装光纤传感器的测试端的钢制针管表面磨去包层，增敏封装光纤传感器的传感区封装于钢制针管中，钢制针管平行于待测试样表面，封装外壳的固定装置其中一点与待测试样表面通过耦合剂粘合。与现有技术相比，本发明具有体积小、可实现点接触式测量、钢制针管封装增强信号和实现高频声场单点声信号测量等优点。

技术领域

本发明涉及超声检测领域，尤其是涉及一种用于检测和定位板中声发射信号的增敏封装光纤传感系统。

背景技术

传统的声电型换能器技术规范，工艺成熟，使用方便，然而其在某些恶劣环境下难以正常工作，如探测化学或者电磁环境中或者高强度的声场等。而光纤声传感器，由于制作材料绝缘，能抗电磁干扰，且材料抗压能力强，灵敏度高，耐腐蚀等特点，越来越受人关注。此外，随着制造技术的进步，其成本也在不断降低，易复用，具有很高的性价比，是传统声电型换能器的理想替代品。

然而由于光纤光栅的传感区域较长，接收到的信号是整个传感区域上的积分，对于测量高频声场单点的声信号造成困难，所以需要对光纤进行封装，使其便于测量空间中某一点的声信号。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于检测和定位板中声发射信号的增敏封装光纤传感系统。本发明所要解决的技术问题是针对光纤光栅的传感区域较长，接收到的信号是整个传感区域上的积分，对于测量高频声场单点的声信号造成困难，所以需要对光纤进行封装，使其便于对板中某一点声发射信号进行检测和定位。本发明采用钢制针管和固定装置对光纤光栅进行封装，用于增强声信号，并将针管一侧钢制包层磨去以增强其振动幅度，提高光纤光栅传感器的灵敏度。本发明所述系统具有体积小、可实现点接触式测量的特点，便于测量板中高频声场单点声信号。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于检测和定位板中声发射信号的增敏封装光纤传感系统，该系统包括激光器、传感模块和解调系统，所述的传感模块为增敏封装光纤传感器，所述的增敏封装光纤传感器与解调系统连接；

所述的激光器发射激光传导至光纤光栅传感器，所述的增敏封装光纤传感器感应板状待测试样表面某一点的声波信号，声波信号转成电信号传至解调系统，解调系统进行解调，获得最后的声信号。

所述的增敏封装光纤传感器的封装外壳包括设于头部的钢制针管和与钢支撑管连接的圆柱状固定装置。

所述的钢制针管与圆柱状固定装置的连接处呈圆锥面状。

所述的圆柱状固定装置通过耦合剂与板状待测试样表面粘合。

所述的钢制针管悬空与板状待测试样表面平行。

所述的钢制针管的一侧磨去表面包层使其结构不对称。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)固定装置用耦合剂将针管外侧一点与待测试样粘合，使光纤光栅能够只对待测试样表面一点进行测量，克服了由于光纤光栅的传感区域较长，接收到的信号是整个传感区域上的积分，对于测量高频声场单点的声信号造成的困难；

(2)增敏封装光纤传感器的钢制针管部分测试时悬空，增强固定装置测得的声信号的振动；

(3)将针管一侧钢制包层磨去以去除其对称性，抑制钢管自身振动，提高光纤光栅传感器的灵敏度；

(4)本发明系统具有体积小、可实现点接触式测量的特点，便于测量板中高频声场单点声信号。

附图说明

图1为本发明系统的工作流程图；