光纤光栅检测超声波系统设计

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1、Y689219摘要本论文介绍了基于光纤超声传感器的原理，着重对光纤光栅检测超声波系统进行设计和实现。论文在分析光纤超声传感器的种类和特点基础上，通过比较五种检测的光纤类型，最终选定了基于光纤光栅超声传感系统设计方案。通过分析光纤光栅关联解调原理和四种解调系统实现，综合考虑检测信号特点，选定了基于透射式模型的光纤光栅检测超声波系统，进而将系统分为三部分，并提出了相应的设计方案。一是通过对超声波的波形，特征参量，换能器和检测原理的分析，确定了使用液浸式声透镜聚焦换能器产生聚焦超声场，给出了产生超声波系统，从实验中验证了超声波的产

2、生及其焦点的位置，为进一步的光栅检测提供了参考。二是系统检测部分，设计了光电检测器，给出了其测试性能。三是在分析光栅检测超声波的频率响应问题的基础上，选择满足要求的光栅。最后给出并分析了整个实验中的结果。本论文对于上述各系统设计的理论依据、设计思想以及实现过程中的关键技术细节都进行了详细地分析，对于所使用的新技术进行了具体的论证，并在此基础上有所创新。通过反复的测试与调整，最终实现了光纤光栅检测聚焦超声场参数等功能。再通过数据处理软件，对实际获得的数据进行处理，验证了整个传感系统方案的可行性。在论文最后总结了光纤光栅检测超声

3、波系统中存在的问题，并提出了一些将来改进的设想。关键词:光纤光栅;聚焦超声场;半值全宽;动态信号检测ABSTRACTThisdissertationisbasedontheprincipleoffiberopticultrasonicsensors,withanemphasisonthedesignsofdetectionoffocusedultrasonicfieldswithfiberBraggGrating.Throughcomparingfivefiberopticdetectors,weproposedtheult

4、rasoundsensingsystembasedonfiberBraggGratingdetectionasafinalscheme.Wealsoanalyzedthecorrelationdemodulationtheoryofthefibergratingsensingsystemandtherealizationoffourdemodulationsystems.Syntheticallyconsideringthecharactersofdetectedsignals,weusedtransmissionmodel

5、offiberBraggGrating.Thesystemwasdividedintothreepartsandtherelateddesignwayswerepresented.Thefirstpartistoselectanimmersedandfocusedultrasoundpiezoelectrictransducertogeneratefocusedultrasonicfieldthroughcharacterizingthewaveform,fieldparameters,transducer,anddetec

6、ting洲ncipleofultrasonicwaves.Wepresentedtheultrasoundgeneratingsystem,whichwasexperimentallyprovedtheexistenceofultrasoundandtheplaceofthefocusedpointasareferenceforfurtherfiberBraggGratingdetecting.Thesecondpartistodesignthe即propriatephotodetectorwhosetestingperfo

7、rmancewasshown.ThethirdpartistoselectasatisfyingBraggGratingonthebasisofanalyzingthefrequencyresponseofdetectingultrasoundwithfiberBraggGrating.Inaddition,somerelatedexperimentalresultswerealsopresentedanddiscussed.Theprinciplesandtheideasoftheabove-mentionedsystem

8、,andthekeypointsoftherealizationprocessoftheblueprintarediscussedindetail.Wealsodemonstratedthenewtechnologyreferredtothesystemdesign,andmadesome