文章摘要
张海燕,孙修立,石志东,陈娜,肖悦娱.光纤非本征法布里-玻罗传感器兰姆波检测灵敏度分析[J].声学技术,2009,(4):485~487
光纤非本征法布里-玻罗传感器兰姆波检测灵敏度分析
Sensitivity analysis of extrinsic Fabry-Perot interferometer optical fiber sensor for Lamb wave detection
投稿时间:2008-07-10  修订日期:2008-11-14
DOI:
中文关键词: 兰姆波  光纤传感器  非本征法布里-玻罗干涉仪  灵敏度分析
英文关键词: Lamb waves  fiber optic sensor  extrinsic Fabry-Perot interferometer  sensitivity analysis
基金项目:国家自然科学基金项目(10874110,10504020);上海市重点学科和科委重点实验室项目资助(S30108,08DZ2231100)
作者单位E-mail
张海燕 上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海, 200072 hyzh@shu.edu.cn 
孙修立 上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海, 200072  
石志东 上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海, 200072  
陈娜 上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海, 200072  
肖悦娱 上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海, 200072  
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中文摘要:
      基于兰姆波的结构工况检测技术在评估复合材料和金属结构的安全性和耐久性方面发挥着重要的作用。作为对传统的压电换能器(PZT)的一种很好的替代,光纤传感器在传感方面的应用正被广泛地挖掘出来,包括兰姆波检测。本文从理论上建立了超声兰姆波作用下光纤非本征法布里-玻罗(EFPI)传感器参数与其输出性能之间的关系。数值结果显示了传感器的性能与其相对于声源的方向角以及传感器的计量长度与超声波长的比值相关。所得出的结论对于EFPI传感器精确地探测兰姆波提供了理论依据。
英文摘要:
      Structural health monitoring technology using Lamb waves for composite and metallic structures plays an important role in assessing the safety and the durability of the structures. As a good alternative to conventional piezoelectric transducers (PZT), fiber optic sensors are being widely exploited for their sensing applications, including Lamb wave detection. In this paper, a theoretical analysis of optical fiber extrinsic Fabry-Perot interferometer (EFPI) sensor performance is made to establish a relationship between the parameters of an EFPI sensor and its output characteristics due to ultrasonic Lamb wave field. Numerical results reveal that the performance of EFPI sensor is mainly related to the directional angle of the sensor relative to the acoustic source and to the ratio of the gage length of the sensor to the Lamb wave wavelength. The obtained conclusions are useful for the precise measurement of Lamb waves using EFPI sensor.
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