《用於結構聲發射檢測的分散式光纖感測檢測機理研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由趙江海擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：用於結構聲發射檢測的分散式光纖感測檢測機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙江海
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
材料缺陷、腐蝕和超期服役等因素造成的大量損傷隱患對工程結構運行安全構成了嚴重威脅，居高不下的維修、維護費用也使工程結構運行成本劇增。本課題深入研究工程結構損傷產生的聲發射波與光纖F-P感測器作用機理，建立感測器干涉模型和應變模型；研究用於感測器工作點控制技術，以保證感測器的靈敏度；進行分散式光纖F-P感測器的設計構造與相關理論研究，確定分散式光纖F-P感測器的構造形式；設計標測感測器對連續聲波和脈衝校準聲波回響特性的技術方法、標準和測定設施，調試和標定所設計的感測器，改進感測器部分技術性能。通過上述研究，提出一種用於工程結構健康監控的新型分散式光纖感測技術用於聲發射信號的獲取與處理，從而達到對工程結構健康狀態線上實時監控和評估。該方法在保障工程結構安全運行、合理設定損傷容限、降低維護費用、災害預報和延長工作壽命等方面有著重要的意義。
結題摘要
材料缺陷、腐蝕和超期服役等因素造成的大量損傷隱患對工程結構運行安全構成了嚴重威脅，居高不下的維修、維護費用也使工程結構運行成本劇增。本課題深入研究工程結構損傷產生的聲發射波與光纖F-P感測器作用機理，首先建立了光纖Fabry-Perot感測器的多光束干涉模型和受應力波作用的感測模型；針對光纖Fabry-Perot感測器的工作點漂移問題，研究並開發一種雙探頭感測探頭，成功用於感測器工作點控制技術，使兩路輸出信號處於正交狀態，保證了感測器工作點位於正交點，提高了感測器檢測應力波的靈敏度；進行分散式光纖F-P感測器的設計構造與相關理論研究，確定分散式光纖F-P感測器的構造形式；設計標測感測器對連續聲波和脈衝校準聲波回響特性的技術方法、標準和測定設施，調試和標定所設計的感測器，改進感測器部分技術性能。在光纖感測器的定位方法的研究中，通過分析語音信號端點檢測的原理，提出將語音信號的短時能量端點檢測方法套用於聲發射信號到達時間的測定，並採用光纖F-P雙探頭感測器進行定位實驗。首先，運用經驗模態分解（EMD）對感測器接收到的聲發射信號進行濾波預處理；其次，通過計算聲發射信號的短時能量來確定聲發射信號的到達時間；最後，根據各感測器檢測到的聲發射信號的到達時間差進行聲發射源定位。實驗結果顯示，絕對定位精度達到4.9mm，相對精度達到4.67%，證明此方法可行，並達到精度要求。通過上述研究，提出一種用於工程結構健康監控的新型分散式光纖感測技術用於聲發射信號的獲取與處理，從而達到對工程結構健康狀態線上實時監控和評估。該方法在保障工程結構安全運行、合理設定損傷容限、降低維護費用、災害預報和延長工作壽命等方面有著重要的意義。
