基于L型轮辐结构膜片的窄频光纤F-P声波传感器研究 被引量：1

1

作者 王巧云 闻妲 +2 位作者 王纪龙 严重越 朱子恒 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期110-117,共8页

光纤声传感器被广泛应用在工业、医疗等领域。为了提高光纤F-P声传感器的性能,本文提出了一种L型轮辐结构的F-P传感膜片。膜片的厚度为15μm、梁宽度为0.5 mm、中心膜片的半径为1 mm。膜片由激光加工技术在304不锈钢上刻蚀而成。实验对1... 光纤声传感器被广泛应用在工业、医疗等领域。为了提高光纤F-P声传感器的性能,本文提出了一种L型轮辐结构的F-P传感膜片。膜片的厚度为15μm、梁宽度为0.5 mm、中心膜片的半径为1 mm。膜片由激光加工技术在304不锈钢上刻蚀而成。实验对1000 Hz下的传感器灵敏度进行研究,将传感器应用于光声池共振频率为1600 Hz的光声光谱气体检测系统中,并实现对50~100×10^(-6)的乙炔(C_(2)H_(2))气体浓度测量。实验结果表明,该传感器在1000 Hz下的声压灵敏度为25.4 nm/Pa,传感器可实现的最小可探测声压(MDP)为38.2μPa/Hz^(1/2)@1 kHz,声压信噪比为76.8 dB。实验所得到的光声光谱二次谐波信号的峰值与乙炔浓度呈现良好的线性关系,乙炔浓度的响应度为1.8 pm/10^(-6)。该传感器在光声光谱等单频声信号检测领域具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 光纤声传感器 f-p干涉 L型轮辐结构 光声光谱

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环形光纤声发射传感器的相位调制特性研究 被引量：8

2

作者 梁艺军 徐彦德 +1 位作者 刘志海 苑立波 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1337-1340,共4页

提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的环形传感器,用于固体表面传播的超声波的检测.这种传感器的特点是能够精确地检测由固体表面传播的超声波产生的微弱振动.当超声波信号通过光纤传感器的两个臂到达探测器时,干涉仪的输出光强度受到了超... 提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的环形传感器,用于固体表面传播的超声波的检测.这种传感器的特点是能够精确地检测由固体表面传播的超声波产生的微弱振动.当超声波信号通过光纤传感器的两个臂到达探测器时,干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制.通过检测干涉仪的输出光强度并利用Fourier变换,测得了超声信号的振幅和频率.而且对传感系统的位相调制特性进行了仿真,并对实验结果进行了分析,结果表明该系统可用于固体表面传播的超声波频率特征的识别. 展开更多

关键词 SAGNAC干涉仪 光纤传感器 声发射 位相调制特性

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基于光纤耦合器的声发射传感器 被引量：6

3

作者 马良柱 常军 +1 位作者 刘统玉 霍佃恒 《应用光学》 CAS CSCD 2008年第6期990-994,共5页

为检测变压器内局部放电产生的声发射信号,介绍了一种基于特殊光纤熔融拉锥耦合器型声发射传感器。它是利用声波引起的扰动改变耦合器两臂光功率输出的特点来检测声发射信号。实验结果表明:此种传感器在10 kHz^250 kHz范围内对声发射信... 为检测变压器内局部放电产生的声发射信号,介绍了一种基于特殊光纤熔融拉锥耦合器型声发射传感器。它是利用声波引起的扰动改变耦合器两臂光功率输出的特点来检测声发射信号。实验结果表明:此种传感器在10 kHz^250 kHz范围内对声发射信号有良好响应,在155 kHz灵敏度为5.6×10-6V/Pa,噪声为1.8 Pa声压,有望在复合材料与结构、电力无损检测方面得到应用。 展开更多

关键词 光纤传感器 声发射 超声 熔融拉锥过度耦合器

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一种用于变压器局部放电在线监测的光纤声发射传感器实验研究 被引量：10

4

作者 马宾 徐健 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期2273-2277,共5页

提出了一种光纤声发射传感器并构建传感系统实现变压器局部放电在线监测,利用传感光栅体积小,重量轻,灵敏度高和抗电磁干扰的特点,将传感器置于变压器内部实现局部放电声发射信号的测量。研究了传感光栅实现声发射应力波测量的机理,声... 提出了一种光纤声发射传感器并构建传感系统实现变压器局部放电在线监测,利用传感光栅体积小,重量轻,灵敏度高和抗电磁干扰的特点,将传感器置于变压器内部实现局部放电声发射信号的测量。研究了传感光栅实现声发射应力波测量的机理,声发射信号引起传感光栅反射光谱发生漂移,导致特定频点处反射光强发生变化,通过反射光强的变化实现声发射信号的测量。构建声发射传感系统实验模型并提出了一种系统性能优化策略,使系统工作在传感光栅反射光谱上升或下降沿的半峰值频点处,从而保障传感系统具有良好的线性输出特性;研究传感系统工作点稳定技术,设计信号反馈回路自动跟踪反射光谱的漂移,保证系统稳定工作在传感光栅半峰值频点处,消除温度变化对传感系统测量精度的影响。将封装好的传感器用于变压器局部放电现场检测,结果表明,光纤光栅声发射传感器与压电传感器相比具有灵敏度高、动态范围宽等优点,可以实现变压器局部放电在线监测。 展开更多

关键词 声发射 光纤光栅 变压器 局部放电 传感器

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光纤Bragg光栅传感器在煤岩声发射预测中的应用 被引量：2

5

作者 单亚锋 孙朋 +2 位作者 付华 侯福营 许凡 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1034-1038,共5页

为克服以往声传感器在煤岩环境下易受电磁干扰、灵敏度低和无法实现长距离传输管线的监测,同时为了克服以往传感器在搜集声发射信息传播过程中的衰减的弊端。文章提出了"听诊式"光纤Bragg光栅声发射传感器,对声发射信号进行收... 为克服以往声传感器在煤岩环境下易受电磁干扰、灵敏度低和无法实现长距离传输管线的监测,同时为了克服以往传感器在搜集声发射信息传播过程中的衰减的弊端。文章提出了"听诊式"光纤Bragg光栅声发射传感器,对声发射信号进行收集,进而来判断岩石的稳定程度。在实验室建立起煤矿巷道的物理模型,在每个岩样的测试点采用煤岩声发射预测系统。根据现场在实验室进行模拟。实验结果表明:该检测系统能够提供详细的巷道煤岩的声发射信息的分布情况,从而实现及时准确的报警,以便工作人员作出相应的针对措施。 展开更多

关键词 光纤BRAGG光栅传感器 声发射 预测 煤岩

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光纤声发射传感器的研究现状与展望 被引量：8

6

作者 刘娟 丁克勤 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第9期5-7,11,共4页

光纤声发射传感器是近年来出现的集光学、声学、电子学为一体的新型声发射传感器。介绍了光纤声发射传感器的原理、特点、研究现状和最新进展,以及各类传感器在不同领域的应用情况,提出了目前光纤声发射传感技术存在的问题、发展趋势与... 光纤声发射传感器是近年来出现的集光学、声学、电子学为一体的新型声发射传感器。介绍了光纤声发射传感器的原理、特点、研究现状和最新进展,以及各类传感器在不同领域的应用情况,提出了目前光纤声发射传感技术存在的问题、发展趋势与展望。 展开更多

关键词 光纤传感器 光纤光栅 声发射 检测

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单模光纤耦合声发射传感器及其应用研究 被引量：2

7

作者 蒋奇 马宾 +1 位作者 李术才 李树忱 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期340-344,共5页

根据声发射引起的扰动振动现象,提出采用单模光纤耦合器检测振动的声发射探测技术。单模光纤耦合传感器耦合输出与传感器耦合区长度和振动频率有确定的函数关系,分析和设计了熔锥耦合型单模光纤声发射振动传感器,搭建了相应的等强度悬... 根据声发射引起的扰动振动现象,提出采用单模光纤耦合器检测振动的声发射探测技术。单模光纤耦合传感器耦合输出与传感器耦合区长度和振动频率有确定的函数关系,分析和设计了熔锥耦合型单模光纤声发射振动传感器,搭建了相应的等强度悬臂梁振动监测及解调系统,通过与当前使用的压电振动传感器的室内实验,对比测试冲击信号和周期信号,验证了该传感器能有效实现振动扰动的检测。结合岩石试件破裂实验,进一步验证光纤耦合声发射振动传感器是能实现岩石声发射检测的一种新的检测技术方法。光纤耦合振动传感器以其灵敏度高,制作简单,抗干扰能力强,性价比高,使用简单等优点在其他光纤传感器和传统的电类传感器中,具有不可比拟的应用前景。 展开更多

关键词 声发射 单模光纤 振动传感器 耦合 岩石

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光纤法珀声发射传感器的双波长优化稳定方法 被引量：1

8

作者 赵江海 史仪凯 +1 位作者 单宁 袁小庆 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第2期150-152,共3页

提出一种采用优化设计方法改进的双波长稳定方法，能解决光纤法珀声发射传感器输出信号衰减与失真问题。分析双波长稳定原理并建立稳定优化模型。设计光纤法珀声发射传感器的双波长稳定方案，采用1×2密集波分复用器产生两路处于正... 提出一种采用优化设计方法改进的双波长稳定方法，能解决光纤法珀声发射传感器输出信号衰减与失真问题。分析双波长稳定原理并建立稳定优化模型。设计光纤法珀声发射传感器的双波长稳定方案，采用1×2密集波分复用器产生两路处于正交状态的输出信号，波分复用器滤波波长用优化模型求解。试验结果表明这种稳定方法具有无源与精度高的优点，当法珀腔长度变化范围为0～2μm，双波长最大正交误差为11％，能满足光纤法珀声发射传感器工作点的稳定要求。 展开更多

关键词 光纤法珀传感器 声发射 双波长 优化设计 稳定方法

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双Fabry-Perot干涉腔型光纤声发射传感器 被引量：3

9

作者 赵江海 章小建 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3069-3076,共8页

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... 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12.9nm,带宽达到30kHz。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。 展开更多

关键词 声发射 光纤传感器 双Fabry-Perot腔 正交点 材料损伤检测

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基于光纤传感器的声发射检测系统性能测试 被引量：4

10

作者 张闯 刘小康 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第12期49-52,109,共5页

作为最有潜力替代常规压电传感器的光纤声发射检测方法之一,光纤布拉格光栅(FBG)传感器由于其体积小、抗电磁干扰、易实现分布式检测等特点,已成为国内外研究热点,并出现了商用FBG声发射检测产品。为了更深入地理解FBG传感器的检测效果... 作为最有潜力替代常规压电传感器的光纤声发射检测方法之一,光纤布拉格光栅(FBG)传感器由于其体积小、抗电磁干扰、易实现分布式检测等特点,已成为国内外研究热点,并出现了商用FBG声发射检测产品。为了更深入地理解FBG传感器的检测效果和应用特性,采用落球实验作为测试用的声发射源,分析了FBG传感系统的声发射信号检测性能,并对比了FBG传感器和压电传感器2种声发射检测系统的时频域响应特性。实验结果表明,信号采样频率范围偏低是制约FBG光纤检测技术在声发射检测上应用的最大障碍。 展开更多

关键词 声发射检测 声发射传感器 光纤布拉格光栅传感器 时频特性 频率响应 模态分析

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光纤声发射传感器 被引量：1

11

作者 卢启柱 郑绳楦 《传感器技术》 CSCD 1998年第2期31-32,35,共3页

介绍一种新型的光纤声发射传感器。光路设计合理，采用低零漂、低噪声的运算放大器、六阶巴特沃兹滤波电路及微机对信号处理，使其分辨率高达Ａ。级（１０－１０ｍ），频率范围为１００ｋＨｚ～１．４ＭＨｚ，且能应用于在线检测。

关键词 光纤 声发射 传感器 光纤元件

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光纤声发射传感器

12

作者 王桂荣 王珏 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1996年第4期10-12,共3页

一种用于状态监测和故障诊断的新型声发射传感器已经研制成功。它基于全光纤法布里—珀罗干涉仪原理。其分辨率高达埃级,频率范围为100kHz～1.4MHz。由于信号光束和参考光束在同一根光纤中通过,所以消除了温度变化、微弯效应以及电磁干... 一种用于状态监测和故障诊断的新型声发射传感器已经研制成功。它基于全光纤法布里—珀罗干涉仪原理。其分辨率高达埃级,频率范围为100kHz～1.4MHz。由于信号光束和参考光束在同一根光纤中通过,所以消除了温度变化、微弯效应以及电磁干扰等环境影响,并具有很高的测量稳定性。 展开更多

关键词 声发射 光纤 传感器

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基于悬臂梁光纤F-P声传感器的光声光谱检测法及其对微量乙炔气体的检测 被引量：25

13

作者 杨天荷 陈伟根 李志军 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1922-1928,共7页

运行变压器油中溶解微量乙炔气体含量能有效反映变压器内部的过热与放电故障;光声光谱气体检测是实现其在线监测的有效手段。传统的光声光谱采用电麦克风检测气体产生的光声信号,微弱的电学信号易受到变压器周围强电磁环境的干扰,严重... 运行变压器油中溶解微量乙炔气体含量能有效反映变压器内部的过热与放电故障;光声光谱气体检测是实现其在线监测的有效手段。传统的光声光谱采用电麦克风检测气体产生的光声信号,微弱的电学信号易受到变压器周围强电磁环境的干扰,严重影响微量气体检测的稳定性和灵敏度。论文开展微量乙炔气体光纤F-P传声光声光谱检测研究,结合光纤激光功率放大技术,将乙炔特定波长处的激发光功率由20 mW提高到了200 mW;制作了悬臂梁F-P光纤声传感器探头匹配共振光声池共振频率,实现悬臂梁与共振光声池的双共振增强;采用波长调制以气体光声信号二次谐波幅值检测气体浓度;搭建了基于光纤F-P光纤声传感器的乙炔气体光声光谱检测平台,实现了微量乙炔气体的稳定检测,线性度好,拟合优度为0.99,体积分数检测极限达15×10-9。 展开更多

关键词 乙炔气体 光声光谱 光纤f-p声传感器 悬臂梁 稳定检测

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基于微纳耦合光纤传感器的模态声发射源线性定位研究 被引量：3

14

作者 付文成 刘懿莹 +1 位作者 王霖洁 李凤梅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期79-88,共10页

微纳耦合光纤由于其抗电磁干扰能力强,制作简单和解调成本低,在声发射检测领域具有良好的应用前景。但将其与模态声发射源定位技术相结合还未有报道。利用微纳耦合光纤传感器,通过S0/A0峰值定位方法和A0/A0阈值定位方法实现了对模态声... 微纳耦合光纤由于其抗电磁干扰能力强,制作简单和解调成本低,在声发射检测领域具有良好的应用前景。但将其与模态声发射源定位技术相结合还未有报道。利用微纳耦合光纤传感器,通过S0/A0峰值定位方法和A0/A0阈值定位方法实现了对模态声发射源的线性定位;分析了Gabor变换时间分辨率对S0/A0定位方法中模态识别准确度的影响规律,和A0/A0定位方法中等值线阈值对定位结果的影响规律;对比讨论了两种定位方式的定位精度、定位范围和定位重复性。本研究对微纳耦合光纤传感器在模态声发射源定位中的实际应用具有积极的指导意义。 展开更多

关键词 微纳耦合光纤传感器 模态声发射 频散特性 线性定位

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环形腔全光纤F-P干涉仪的声发射检测 被引量：4

15

作者 梁艺军 刘俊锋 +2 位作者 张巧萍 樊晨光 吴雷 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1825-1831,共7页

为了实现固体材料内部声发射信号的检测,提出了一种新型结构的全光纤F-P干涉仪。将2×2光纤耦合器的一个入射端与一个出射端焊接相连,以其代替传统的反射腔面,构成光纤环形传输腔,腔体贴附或埋入待测固体中检测声发射信号。通过理... 为了实现固体材料内部声发射信号的检测,提出了一种新型结构的全光纤F-P干涉仪。将2×2光纤耦合器的一个入射端与一个出射端焊接相连,以其代替传统的反射腔面,构成光纤环形传输腔,腔体贴附或埋入待测固体中检测声发射信号。通过理论推导和计算机仿真,确定了此结构光纤传感器的检测特性。实验以大理石板作为待测介质,对利用信号发生器驱动压电陶瓷(PZT)作已知声发射源在大理石板中产生的连续型声发射信号,及冲击波作用下大理石板中产生的突发型声发射信号进行了检测,并利用Fourier变换得到了声发射信号的特征频率。实验结果表明,此种结构传感器能够检测材料结构中使光纤轴向伸缩长度达10-8m量级的声发射信号并识别其特征频率。该结构光纤传感器无需光程的匹配,适用于大尺度构件的监测,是材料结构健康检测与监控的一种新方法。 展开更多

关键词 声发射检测 光纤传感 f-p干涉仪 特征频率

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一种用于测量声发的全光纤传感器 被引量：1

16

作者 郑绳楦 《电子测量与仪器学报》 CSCD 1992年第2期40-45,共6页

一种新型的用于测量固体中声发射(AE)波的全光纤Mach-Zchnder干涉仪已经研制出来。该干涉仪能够在100KHz到IMHz的频率范围内测出振幅小至10^(-12)m的声发射波。本文论述了其工作原理,导出了传感光纤最优长度的计算公式并给出了某些实验... 一种新型的用于测量固体中声发射(AE)波的全光纤Mach-Zchnder干涉仪已经研制出来。该干涉仪能够在100KHz到IMHz的频率范围内测出振幅小至10^(-12)m的声发射波。本文论述了其工作原理,导出了传感光纤最优长度的计算公式并给出了某些实验结果。 展开更多

关键词 声发射 测量 光纤传感器

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偏振正交双频DBR腐蚀声发射传感器研究 被引量：1

17

作者 严雪莹 曾周末 封皓 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期862-866,共5页

为了实现基于光纤传感器的金属腐蚀在线监测,以金属Q235腐蚀声发射在线监测为目标,采用分布式布喇格反射(DBR)光纤激光器作为腐蚀声发射传感器的方法,通过对偏振正交DBR光纤激光器的工作机理及模型进行研究,分析了偏振正交双频DBR激光... 为了实现基于光纤传感器的金属腐蚀在线监测,以金属Q235腐蚀声发射在线监测为目标,采用分布式布喇格反射(DBR)光纤激光器作为腐蚀声发射传感器的方法,通过对偏振正交DBR光纤激光器的工作机理及模型进行研究,分析了偏振正交双频DBR激光器用于腐蚀声发射传感器的谐振腔参量对其性能影响的规律,并进行了基于偏振正交双频DBR激光器的声发射检测实验,实现了偏振正交DBR光纤激光器的优化设计,提出了表征Q235碳钢腐蚀阶段的特征量。结果表明,偏振正交DBR光纤激光器不仅能实现对金属腐蚀声信号的检测,其检测频带范围为0MHz^1MHz,还能实现通过平均拍频值的变化来表征金属腐蚀主要的3个腐蚀阶段。该研究为偏振正交DBR腐蚀声发射传感器及组网的优化设计与制作提供了理论和技术基础,对金属腐蚀特别是核级关键材料的在线腐蚀监测具有重要意义。 展开更多

关键词 光纤光学 分布式布喇格反射声发射传感器 正交解析 新型传感器

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光纤Fizeau干涉仪的声发射检测研究 被引量：5

18

作者 梁艺军 邓虎 徐彦德 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期681-685,共5页

验证了一种基于光纤Fizeau干涉仪的声发射传感器,可用于固体表面传播的超声波的检测.这种传感器的特点是能够精确地检测由固体表面传播的超声波产生的微弱振动.当超声波信号通过光纤传感器到达探测器时,干涉仪的输出光强度受到了超声信... 验证了一种基于光纤Fizeau干涉仪的声发射传感器,可用于固体表面传播的超声波的检测.这种传感器的特点是能够精确地检测由固体表面传播的超声波产生的微弱振动.当超声波信号通过光纤传感器到达探测器时,干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制.通过检测干涉仪的输出光强度并利用Fourier变换,测得了超声信号的振幅和频率.对传感系统的相位调制特性进行了仿真,并对实验结果进行了分析. 展开更多

关键词 Fizeau干涉仪 光纤传感器 声发射 相位调制特性

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基于光纤声发射传感技术的刀具健康监测系统研究 被引量：3

19

作者 刘霞 王三民 单宁 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2009年第6期81-83,共3页

基于光学原理设计了一种非接触式光纤法-珀声发射传感系统,建立非接触式光纤法-珀声发射实验装置,用于刀具的健康监测。实验结果表明,该传感器制作简单,加工成本低,安装容易,能有效实现刀具健康状态的非接触式监测。

关键词 光纤传感器 声发射技术 刀具 健康监测

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光纤法布里珀罗声发射传感系统 被引量：2

20

作者 陈娜 丁悦通 +3 位作者 孙庆国 庞拂飞 陈振宜 王廷云 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2010年第3期1-3,共3页

实现了一种由多个光纤法布里珀罗传感器构成的声发射传感系统,可用于变压器局部放电的检测与定位。该系统利用光纤法布里珀罗声发射传感器实现信号采集,利用门限检测的方法实现信号检测,并通过计算信号达到不同传感头的时延差实现放电... 实现了一种由多个光纤法布里珀罗传感器构成的声发射传感系统,可用于变压器局部放电的检测与定位。该系统利用光纤法布里珀罗声发射传感器实现信号采集,利用门限检测的方法实现信号检测,并通过计算信号达到不同传感头的时延差实现放电源的空间定位,具有传感头尺寸小、系统结构简单、抗电磁干扰性能强等优势。 展开更多

关键词 光纤传感器 声发射检测 门限判决 变压器局部放电 定位

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