干涉型光纤超声波传感器及其成像实验研究

发布时间:2022-01-09 17:23
  超声波成像技术具有无电离辐射,相对安全,成像速度快等优点,己成为了一种令人瞩目的新技术,被广泛的应用在多个领域,例如:医学诊断、地质勘探、材料、结构健康监测等。对于该成像技术而言,超声波探测器是用来获取被测物体内部结构信息的核心器件。目前工程应用中的超声波探测器多采用压电陶瓷换能器,但其在高精度和特殊环境的应用需求中,也有一定的局限性,如体积大、响应灵敏度较低,易受环境电磁干扰,复用性较差等。从应用需求和技术发展的角度,超声波成像技术仍然是一种在技术上期待有新进展和新突破的研究。因此,本论文中研究了多种基于相位调制的干涉型光纤超声波传感器,搭建了超声波检测系统,应用这些传感器对多个自制地震物理模型进行了探测和成像实验,分别采用可编程程序控制扫描和温度自校准的方法对成像系统的自动化操作和消除温度交叉敏感问题进行了研究。这些研究对于加速超声波成像技术的进一步发展有非常重要的意义。本论文的主要研究内容为:(1)综述了光纤传感技术和光纤超声波传感技术的发展历程。论述了干涉型光纤传感器的基本原理,超声波产生的方法,超声波在固体、液体、气体中的传播规律、超声波在传播过程中的反射、折射、衰减以及超声... 

【文章来源】:西北大学陕西省 211工程院校

【文章页数】:122 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

干涉型光纤超声波传感器及其成像实验研究


光纤传感器和PZT对主频300kHz脉冲超声波的检测对于超声波成像技术而言,获取被测物内部分层信息的核心器件是超声波探测器

光纤传感系统,基本构成


和显示的检测设备。它是获取所需求外界信息的一种电学传感器存在着一些根本的缺点,如传输损耗过信号干扰,特别是在一些极端工作环境(如强电磁下将其进行应用会受到一定程度的限制。华裔物理士于 1966 年首次提出使用光纤并利用光纤特性将其性[13-15]。随后,同时使用石英玻璃制作成的超低损耗的光纤通信系统的陆续出现,在全球范围内掀起了一光纤是利用光的全反射原理,在光纤内部实现对光信光传导材料工具。科学家们在对光纤通信技术的研究讯领域作为传播介质对光波进行传输,也可以将其作界环境的变化。近些年来,基于各种传感原理和敏感的发展,光纤传感器也从最初的 SMF 调制型发展成网络[16-18]。

示意图,光纤传感器,原理,示意图


西北大学博士学位论文传感系统是由光源、光纤、传感元件和探测器组成中,气体激光器、氩离子激光器、二氧化碳激光器较为常见的光源。这些光源的特性参数主要包括:率、光源的颜色、空间光强分布、光源的色温。因当同时将光源的强度、稳定性、光谱特性等性能考材料制成了光电探测器。当光照射到半导体材料得能量的电子跃迁到导带,同时在价带中留下了子空穴对的运动会形成电流,这个电流常称为光器、APD 探测器、InGaAs 探测器阵列和 CCD 探测

【参考文献】:
期刊论文
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硕士论文
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[3]近距离高精度超声波测距系统的设计[D]. 邹轶.大连理工大学 2009
[4]医学超声成像系统的编码激励技术研究[D]. 鲍静.天津大学 2007
[5]基于超声检测的轮箍缺陷模糊模式识别研究[D]. 魏志刚.中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所) 2006



本文编号:3579136

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