双Fabry-Perot干涉腔型光纤声发射传感器

摘要

设计了一种新型的双Fabry-Perot腔光纤传感器用于材料损伤引起的声发射信号检测.基于低细度Fabry-Perot腔多光束干涉原理,建立了光纤Fabry-Perot传感器检测声发射信号的数学模型.分析双Fabry-Perot腔正交点稳定工作机制,设计并制作了具有双Fabry-Perot腔结构的光纤声发射传感器来保持传感器正交点的稳定性.通过模拟AE信号检测与热应力干扰实验对设计的传感器进行了实验验证.实验一通过冲击振动与折断铅笔芯产生两类模拟声发射信号,使用商用的压电传感器和光纤传感器进行对比实验,结果表明光纤传感器能够成功检测到两类模拟声发射信号,灵敏度为12.9 nm,带宽达到30 kHz.实验二对传感器进行工作点稳定测试,结果表明双F-P腔的控制机制能够保证传感器工作在正交点,解决了传感器输出信号衰减的问题.