多点能量平衡激光-超声波转换器基于薄层覆盖纤维
Shengnan Zhou1,2, Cheng Zhou1,2, Jiajun Tian1,2
1School of Electronic and Information Engineering, Harbin Institute of Technology, Shenzhen 518055, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|March 13, 2024
概括
一个新的单模多模薄层纤维传感器产生超声波信号的振幅为2-3倍. 这种激光-超声波系统显示出对非破坏性测试应用的前景.
科学领域:
- 光子学和光学工程的工程.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 声学 声学 在声学方面
背景情况:
- 激光-超声波 (LU) 技术对于非破坏性测试 (NDT) 是至关重要的.
- 传统的LU传感器在信号幅度和效率方面存在局限性.
- 需要新的纤维结构来提高LU系统的性能.
研究的目的:
- 提出并演示使用单模多模薄层 (SMTC) 纤维的新型多点传感器系统.
- 调查SMTC结构中影响合效率的因素.
- 用不同的光声学材料评估拟议系统的性能.
主要方法:
- 一个基于SMTC纤维的新型传感器的制造.
- 对MMF长度和TCF直径对合效率的影响进行模拟分析.
- 石墨环氧树脂和CSNP-PDMS复合材料的实验比较.
- 开发一个三点能量平衡的LU传感器系统.
主要成果:
- 该SMTC传感器实现的信号幅度是传统的LU传感器的2-3倍.
- 通过调整MMF长度来精确控制合效率.
- 通过实验确定了最佳的CSNP厚度.
- CSNP-PDMS复合材料的光声转换效率比石墨环氧树脂更高.
结论:
- SMTC纤维结构为产生高振幅超声波信号提供了一种安全有效的方法.
- 拟议的多点LU传感器系统显示了更好的能量转换效率.
- 该系统具有先进的NDT应用的巨大潜力,特别是基于CSNP的材料.
