相移光纤光栅对超声波信号的频率响应特性研究
DOI:
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作者:
作者单位:

(天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术教育部重点实验室 天津大学光纤传 感研究所,天津30072)

作者简介:

张学智(1984-),男,博士,副教授,硕士生导师,主 要从事先进传感器、基于深度学习的光信号处理领域研究. 江俊峰(1977-),男,博士,教授,博士生导师,主 要从事光纤传感、光电检测、光纤偏振技术等领域的研究工作.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(U1833104、61735011和61675152)资助项目 (天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术教育部重点实验室 天津大学光纤传感研究所,天津30072)


Research on the frequency response characteristics of phase-shifted fiber grati ng to ultrasonic signal
Author:
Affiliation:

(Key Laboratory of Optoelectronic Information Technology,Ministry of Education, Institute of Optical Fiber Sensing,School of Precision Instruments and Optoel ectronics Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China)

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    摘要:

    为实现利用相移光纤Bragg光栅(phase-shifted fiber Bragg grating, PS-FBG)代替压电陶瓷(piezoelectric ceramics, PZT)进行结构损伤检测,本文研究 了PS-FBG对 100 kHz—1.5 MHz范围内的超声波信号的频率 响应特性。搭建了超声波激励信号的产生平台和高灵敏度光 纤光栅平衡传感系统,利用幅度分析法对连续超声波激励下的传感器响应信号进行分析。由 于薄板存在共 振频率的问题,使用时间长度为0.5 ms的突发型激励信号,并用能量 分析法评估传感器的响应情况。 实验 结果表明,PS-FBG传感器的频率响应在±3.49 dB范围内,由此可得 PS-FBG传感器对100 kHz—1.5 MHz范围内的 超声波信号具有宽谱响应的特性。

    Abstract:

    In order to identify the structural damage with phase-shifted fiber g rating (PS-FBG) instead of piezoelectric ceramics (PZT),we studied the frequency response characteristics of PS-FBG ultrasonic signals in the range of 100kHz—1.5MHz ultrasonic signals.We built an ultrasonic excitati on signal generation platform and a fiber grating balance sensing system with high sensitivity to detect the respo nse signals excited by continuous ultrasonic,which are analyzed by amplitude analysis method.Due to the resonanc e frequency of the thin plate,a burst excitation signal with a time length of 0.5ms was used,and the response o f the sensor is evaluated by an energy analysis method.The experimental results demonstrated that the frequency response of the PS-FBG sensor is in the range of ±3.49dB,and the PS-FBG sensor has a wide-spectrum respon se to the ultrasonic signals in the range of 100kHz—1.5MHz.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

彭敏,张学智,江俊峰,刘琨,陈冠龙,孙浩楠,李泽宇,刘铁根.相移光纤光栅对超声波信号的频率响应特性研究[J].光电子激光,2021,32(12):1329~1337

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  • 收稿日期:2021-05-12
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  • 在线发布日期: 2022-02-25
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