摘要
光纤光栅超声传感器作为一种新兴的传感技术,结合了光纤光栅传感和超声检测的优势,在无损检测、医疗诊断、结构健康监测等领域展现出巨大的应用潜力。
本文首先介绍了光纤光栅和超声传感的基本概念,然后从光纤光栅超声传感器的传感机理、设计与制作、信号解调技术以及应用领域等方面对国内外研究现状进行了综述。
重点阐述了不同类型光纤光栅,如长周期光纤光栅、相移光纤光栅等在超声传感中的应用,并分析了各种信号解调技术的优缺点。
最后,总结了光纤光栅超声传感器面临的挑战和未来发展趋势,指出高灵敏度、宽频带、抗干扰能力强以及集成化是其未来发展方向。
关键词:光纤光栅;超声传感器;无损检测;信号解调;文献综述
超声波作为一种机械波,具有频率高、波长短、穿透能力强等特点,被广泛应用于无损检测、医疗诊断、工业控制等领域[1]。
传统的超声传感器,如压电传感器,存在电磁干扰、易受腐蚀、体积大等缺点,限制了其在一些特殊环境下的应用。
光纤光栅传感器利用光纤材料的优异特性,将光信号作为信息载体,具有抗电磁干扰、耐腐蚀、体积小、灵敏度高等优点,近年来受到广泛关注[2]。
光纤光栅是一种周期性折射率调制的光纤,当宽带光源发出的光经过光纤光栅时,特定波长的光会被反射回来,形成布拉格反射峰。
外界环境的变化,如温度、应变、压力等,会引起光纤光栅的周期或折射率发生变化,从而导致布拉格反射峰的波长或强度发生漂移,通过检测这些变化就可以实现对外部环境的传感[3]。
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