基于DFB光纤激光拍频解调的高分辨率声发射检测技术

贾青, 马怀祥, 张文涛, 黄稳柱

doi:10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.20190039

石家庄铁道大学学报（自然科学版） ›› 2020, Vol. 33 ›› Issue (03) : 86 -91+96. DOI: 10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.20190039

基于DFB光纤激光拍频解调的高分辨率声发射检测技术

贾青, 马怀祥, 张文涛, 黄稳柱

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摘要

提出了一种结构简单的基于分布式反馈（DFB）光纤激光器的拍频解调系统,该解调系统的应变分辨率可以达到6.4×10^-3με,动态范围可以达到400 MHz。提出的基于DFB光纤激光拍频解调技术的应变分辨率高于基于匹配光栅、线性滤波器和阵列波导光栅滤波器波长解调技术。动态范围大于基于可调谐激光器的相移光纤布拉格光栅强度解调技术和基于光纤干涉仪的光纤激光相位解调技术。整个系统的2个激光相互拍频得到拍频信号,通过基于虚拟仪器的信号采集处理系统进行处理。由高采样率的数据采集卡采集数据,通过基于LabVIEW的软件系统进行信号分析,得到拍频信号的频谱图。由频谱图得到拍频信号的带宽,再根据波长与频率的关系,DFB光纤激光器的灵敏度得到解调系统的应变分辨率。根据NI数据采集卡的采样率得到解调系统的动态范围。采用短时傅里叶变换法的时频分析方法提高应变分辨率。提出的DFB光纤激光拍频解调的声发射检测技术能够以较高的应变分辨率实现对由磨损或断裂等故障引起的高频声发射信号的检测。