基于LabVIEW的光纤光栅声发射传感系统设计的中期报告.docx

基于LabVIEW的光纤光栅声发射传感系统设计的中期报告
一、设计目标
本设计旨在实现一种基于LabVIEW的光纤光栅声发射传感系统，用于检测材料中的声场分布和散射现象，进而探究材料的物理性质和结构。
二、设计原理
本系统采用的光纤光栅声发射传感技术是利用光纤光栅作为传感器，在声场作用下产生变形，通过光栅把声场变形与光信号转换成电信号的原理，测量和分析材料内部声场和散射现象。
具体原理为，声波在材料内部产生传播时会引起材料的应变和折射率的变化。而光纤光栅作为传感器，可以利用光栅中光的干涉原理，通过测量在光栅上面的干涉谱的变化，得到光纤光栅的路径长度改变。进而利用材料中的声场对光栅的路径长度进行改变，再通过分析声场作用下的光栅路径长度改变，就可以得到材料的声场分布和散射现象。
三、设计方案
光纤光栅声发射传感系统由采集模块、光源模块、光纤模块、信号处理模块和控制模块组成。
采集模块中包括了声发射传感器、模拟声信号处理器和数据采集器，用于将声波信号转化成模拟电信号，并将模拟电信号进行采集和转化成数字信号。
光源模块包括了反射衰减器、激光器和光电探测器，用于产生和接收激光光信号。
光纤模块是利用光纤光栅作为传感器，在声场作用下产生变形，通过光栅把声场变形与光信号转换成电信号，用于测量和分析材料内部声场和散射现象。
信号处理模块利用FFT算法对采集到的数字信号进行分析和处理，得到材料内部声场分布和散射现象。
控制模块则是利用LabVIEW编程实现对整个系统的控制和信号处理，包括参数设定、数据采集、数据处理和结果展示等功能。
四、进展情况
目前已完成系统的硬件设计和搭建，光源模块采用激光器作为光源，信号采集模块采用NI数据采集卡进行采集和转化成数字信号，声发射传感器采用压电陶瓷材料制作而成。同时，已对系统中的光纤光栅传感器进行了测试和验证，实现了光纤光栅的光谱测量和声场变形测量等功能。
下一步计划将系统中的控制模块通过LabVIEW编程实现，并对采集的数据进行处理和分析，实现系统的声场分布和散射现象的检测和分析功能，为后续的实验和研究提供重要依据。