共焦法布里—珀罗干涉仪的共轭分析

分析了共焦法布里－珀罗干涉仪的反射光和特点,提出了一种激光超声的干涉仪共轭探测方法并给予实验验证,这种方法能将激光超声探测系统的探测灵敏度至少提高２倍。     

光学外差干涉法检测激光超声振动

激光超声振动是在纳米级别的微弱振动,受环境噪声的影响比较大,且使用传统方法所得到的探测信号强度太低,不利于检测,系统信噪比也比较低。针对这个问题,使用组合透镜对激光进行聚焦,提高探测信号强度,并设计具有较高灵敏度的双光路差分干涉系统,将参考信号与探测信号的强度差控制在理想范围内。实验结果表面,探测信号的强度可达到648m V,与传统方法相比有10倍左右的提升,解调出的振动信号失真度较小,信噪比可达115。该系统对位移的分辨率可达0.03 nm。     

用激光外差法探测固体表面超声位移

论述了应用激光外差和锁相环解调原理探测固体表面超声位移的原理、方法、并利用激光外差干涉仪对固体表面的超声位移进行了探测，得到了很好的结果。     

一种新型光纤干涉仪的相位噪声及灵敏度分析

为了对微振动信号进行远距离实时检测,提出一种由两低反射率光纤光栅组成的新型双光束光纤干涉仪.给出了采用零差解调技术时干涉系统的散粒噪声和热噪声,并且分析了在不同时间延迟情况下的相位噪声.通过对系统各种噪声的分析,推导出系统的最小探测灵敏度解析表达式.最后根据实验中采用的具体参数,计算出该系统能探测到的最小相位.该干涉仪结构简单、灵敏度高,具有广阔的应用前景.     

灵敏稳定的光纤弱磁场传感器

为了使光纤马赫－陈德尔干涉仪在弱磁场传器中能够稳定地工作,作者采用了等长的短干涉臂的措施,这样虽然导致使用的磁致伸缩材料（ＭＴ）长度很短,引起传感器灵敏度降低,但提高了传感器的稳定性。     

迈克尔逊干涉仪的摆臂扫描控制

摆臂式迈克尔逊干涉仪可在相对较小空间内实现长光程差扫描,并具有对振动影响灵敏度低等优点,适用于完成空间光谱探测。为实现高信噪比、高光谱分辨率的光谱探测性能,干涉仪需对干涉光程完成精密等速扫描,并要求对扫描轴系上的力学扰动具有良好的鲁棒性能。首先描述了星载摆臂式迈克尔逊干涉仪的数学模型。在此基础上,针对挠性轴系存在的固有谐振频率,研究通过微分反馈有效调整被控对象的谐振特性。确定了系统阻尼比与反馈环节参数的关系,并提出了基于ISE的控制器参数优化方法。仿真试验表明,所提出的控制方法可实现高精度的干涉光程扫描,并对空间振动具有较好的抑制能力,可有效应用于空间迈克尔逊干涉仪控制中。     

激光干涉仪引力波探测器中的光学技术进展

目前世界上各大引力实验室几乎都使用激光干涉仪做引力波探测器.该探测器的主要形式是带有功率重循环和信号重循环的Fabry-Perot(F-P)迈克尔逊干涉仪.本文简要回顾了激光干涉仪引力波探测器主要技术的发展历史,重点分析了用干涉仪探测引力波的原理、方法和关键技术.特别是围绕探测灵敏度的提高,分别讲述了Schnupp不对称、Fabry-Perot臂腔、功率循环和信号循环对探测灵敏度的贡献.最后,以激光干涉仪引力波观测(Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory,LIGO)的实验装置为例,介绍了干涉仪复杂的锁定方法和精密光学技术的发展现状.     

应用于周界安防的防区型分布式光纤振动传感系统

分布式光纤传感系统由于其分布式和不易受电磁干扰的特点,被广泛应用于管道泄露、海洋检测和安全生产等领域。设计了一套基于迈克尔逊干涉仪的分布式光纤传感系统,通过对振动信号的采集和处理进行预警和定位。系统通过冲击性激励和周期性激励来探测振动信号,可以根据需要设置相应的防区数量,每个防区都可以实现150 m到2 000 m固定范围中小振动信号的探测,且连续触碰、敲击两次以上探测率接近100%。网络传输单元以STM32F103为主控芯片,运用窄带物联网(NB-IoT)技术实现了传感系统的同步和通过移动设备实时查询的功能。     

基于差流检测的直流接地探测方法及装置研究

研究了直流系统接地故障探测方法及装置,直流系统支路发生接地故障产生接地漏电流,形成支路差流,采用自激振荡式直流微电流传感器（ＤＣＴＡ－１）离线测量直流系统各支路的差判,判别接地故障,从而提出一种直流系统接地故障的探测方法,称为“差流法”。实验结果表明,在使用ＤＣＴＡ－１传感器的条件下,该方法能迅速准确地定位接地故障,简单实用,灵敏度高。     

基于光纤干涉原理的转机监测振动传感器设计

为解决风机、 电力系统等大型转机设备非正常运行导致危害等问题, 设计基于Mach-Zehnder干涉仪组成的光纤振动实时监测系统. 首先, 由两个3 dB耦合器构成干涉仪, 以增加传感器的灵敏度和稳定性; 其次, 利用由Mach-Zehnder干涉仪组成的光纤振动传感器对转机实时振动数据进行采集, 并由信号处理单元分析采集到的振动信息; 最后, 用额定转速为2 680 r/min、 额定功率为2.8 kW的小型转机进行实验, 分别对比转机在正常和故障情况下的振动信息. 结果表明, 该系统对转机的运行状态监测效果较好.     

新型无缝钢管的超声波自动探伤系统

研究和开发国产新型无缝钢管超声波自动探伤系统是冶金行业的重要课题．ＧＣＴＸＡ超声波探伤系统适用于ｄｉａ１０８～１６８ｍｍ无缝钢管超声波自动探伤,作者研究和分析了其探伤方法、工艺参数及其结构和功能,并以测试结果和现场试用情况加以论证．其测试和现场试用结果表明：该系统探伤灵敏度高,性能稳定可靠,对进一步研究和开发新型大口径无缝钢管超声波自动探伤系统有重要的理论和实践意义     

定距发射/接收干耦合检测探头设计与实验研究

针对固体火箭发动机(SRM)壳体复合材料在加工、存储过程中可能出现脱黏等缺陷的问题,提出了一种干耦合检测方法;并进行了实验验证。基于探头的声匹配理论,针对复合材料表面无法使用耦合剂及由此产生的超声波能量损失过大的问题,提出了采用超声变幅杆实现声匹配及能量集中功能的方法;基于探头的电匹配理论,针对探头与超声波发射/接收装置之间能量转化效率低的问题,设计了探头的匹配电路。对预制有三个不同直径缺陷的复合材料壳体通过不同的角度进行了检测实验,并将匹配后探头和未匹配探头的检测结果进行了对比。结果表明该方法能够较好的对复合材料的缺陷进行识别,经过电匹配后的探头可将检测灵敏度提高2~3倍。     

铁路货车轮轴超声波探伤新旧标准对比分析

通过对铁路货车轮轴新旧探伤标准中超声波探伤部分的分析,特别是对超声波探伤仪的灵敏度确定方法、状态检查、性能指标、超声波探头的角度、频率等方面进行了类比阐述,说明新标准的优越性,并指出了使用新标准的注意事项。     

Research on Ultrasonic NDT System for Complex Surface Parts

Aimed at inner quality controlling for complex surface parts, an ultrasonic testing system for complex surface parts has been developed using ultrasonic NDT(Non-destructive Testing)which has features of strong penetration, well direction, high sensitivity, low cost, and harmless to people and material. The technologies of the computer, NC (Numerical control), precision mechanism, signal analysis and processing were integrated in the testing system. The system includes a PC, system software, ultrasonic data ...     

NUTM426气瓶超声波探伤设备的电控系统

在NUTM426气瓶超声波探伤设备中，以西门子S7-200PLC系统为基础， 提出了实现在线气瓶的全自动超声波探伤的控制方案和程序设计方法。以S7-200PLC为主的电控系统具有性能好、运行可靠、性价比高的特点，经过现场的调试、运行，NUTM426气瓶超声波探伤设备的电控系统的设计完全达到了探伤设备的各种动作要求，程序运行稳定。     

模拟深海采矿混响环境实验装置研究

针对真实深海采矿环境下实时微地形超声探测声信号获取难的问题,设计并建立了一套能模拟真实深海采矿混响环境的超声探测实验系统.在对螺旋采掘头结构简化的基础上,利用Fluent模拟了螺旋采掘头与多组叶轮模型对水下流场的影响,对二者所得的水下流场进行比较后,确定所选叶轮模型能较好地反映真实采矿环境.随后针对叶轮模型,实验测量了泥沙垂向浓度分布,验证了设计模型的正确性.最后进行超声探测实验,结果表明,悬浮泥沙不仅对声波产生黏滞和吸收,而且会产生严重的混响干扰,通过该超声探测系统的时间增益补偿,可有效抑制混响干扰,增加目标检测概率.本项研究为深海采矿混响环境下的超声微地形探测提供了研究基础.     

基于Cortex-M4的超声相控阵探测系统的设计

设计了一种以Cortex-M4微控制器STM32F407为核心,采用超声相控阵技术对障碍物进行探测的系统。实验结果表明,该系统聚焦探测区域的实际声场强度大于常规的超声波技术,声波能量更为集中。系统的探测范围在0.3~5.5 m,探测精度±1 cm,稳定性好,准确方便。     

直缝焊管自动超声探伤系统设计

针对直缝焊管生产中传统应用手工探伤效率低、故障率高等问题,利用超声无损探伤精度高、速度快的优点,构建以可编程控制器(PLC)为核心的直缝焊管自动超声探伤系统.提出该系统的工艺参数和系统机械构成,设计系统的PLC控制硬件、PLC程序流程及PLC控制程序.系统的操作监控硬件选用台达触摸屏,给出基于Windows系统触摸屏编程软件设计的人机操作监控画面.运行结果显示:该系统结构稳定、可靠.     

基于B/S方式的分布式仿真系统的实现

基于B/S方式的分布式仿真系统建立于ASP.NET技术和FlashActionScript技术之上,本文应用此项技术对超声波探伤系统的仿真,将工件中的缺陷或者试块中的人造缺陷通过建模转换为Flash的ActionScript可以处理的对象,对探伤过程进行仿真模拟,使用户可以在一个较为真实的环境中学习超声波探伤技术。