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基于超声波的检测检测是工业各种类型的无损检测方法中应用范围最广泛的方法之一,而超声波检测系统中最关键的部分超声波探头,一般情况下都是基于压电材料制成的压电陶瓷片,该探头无法胜任在强电磁干扰、高温与腐蚀等恶劣环境下测量。与之相比,光纤Bragg光栅超声波传感器具有不受电磁辐射干扰影响、耐腐蚀、体积小与灵敏度高等特点,且易于波分复用制作成分布式传感器,使之在众多超声波传感器中脱颖而出。目前光纤Bragg光栅传感器广泛地应用在各种工业领域。本文对基于光纤Bragg光栅多点和微弱超声波信号检测问题进行了研究,研究工作概括为以下四点:(1)对采用光纤Bragg光栅传感器检测超声波微弱信号的技术进行了研究,提出采用宽带光源结合3×3耦合器构建的非平衡马赫曾德干涉仪,实现FBG波长变化的高速调解。这一光路架构也为我们后续采用基于3×3耦合器的多路输出克服干涉仪工作点漂移、以及基于波分复用技术实现多个FBG的传感解调打下了基础。(2)针对光纤Bragg光栅超声波传感系统的光电信号特点,设计了光电转换电路,对开关电源供电端、前置跨阻放大电路与后级同相放大电路都进行分析和降噪处理,并利用仿真软件TINA Spice模拟了对所设计电路的噪声有效值,并对峰峰值进行了估算,最终制作成电路板,验证了仿真结果的正确性。(3)将超声波传感系统应用在一段钢轨模型上进行了实验与分析,针对其微弱信号以及信号的周期性,在频域上采用了平均周期图算法,时域上采用了同步叠加结合带通滤波器算法进行实时降噪处理,验证了这两种算法处理微弱信号的可行性,大大提高了信噪比和系统的实用性。(4)针对如何采用多个FBG实现超声波的多点分布式检测问题,通过创新的波分复用光路设计,首次在钢轨上验证了本实验室提出的波分复用检测方案,证明这一方案是可行和有效的。在论文的最后一章节,总结了本文所提出的光纤Bragg光栅超声波传感系统中依然存在的问题,并提出了一些改进的解决方案。