光纤布拉格光栅传感器探测兰姆波时灵敏度影响因素分析

摘要

复合材料的兰姆波检测已得到各国学者的广泛关注和研究。目前，激励和接收兰姆波信号的换能器基本上都是采用压电陶瓷换能器（PZT），利用PZT的压电效应把机械量变为电量后进行检测。从80年代中期，就有人开始探索使用光纤传感器来检测复合材料，这是因为与传统的PZT相比，光纤传感器与复合材料有很好的兼容性，通过在复合材料中埋入光纤传感器，组成智能结构系统，可实现复合材料的在线无损检测。布拉格光栅(FBG)传感器是目前应用较多的一种光纤传感器，除具有一切光纤的优点外，FBG还具有自身的特点，如波长编码，在各个领域都有广泛应用，尤其是结构监测方面。利用压PZT驱动器／FBG传感器，可实现新一代航天器先进复合材料结构的损伤监测。本文研究了超声作用下FBG的频谱特性，分析了超声波长与FBG光栅长度之比对FBG反射谱的影响，为FBG传感器兰姆波检测时参数的选择提供了理论依据。