非本征型光纤法布里-珀罗应变传感器的研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1 研究目的
结构健康监测 指的是针对工程结构的损伤识别及其特征化的策略和过程。

结构损伤指的是结构材料参数及其几何特征的改变。

结构健康监测过程涉及使用周期性采样的传感器阵列获取结构响应,损伤敏感指标的提取,损伤敏感指标的统计分析以确定当前结构健康状况等过程。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容

本研究是基于非本征法布里珀罗光纤应变传感器来对静态应变测量的规律进行总结。

首先,需要了解法布里-珀罗干涉的原理和光纤法布里-珀罗传感器的原理。根据非本征法布里珀罗光纤应变传感器的传感机理,建立其理论模型。其次,为了对非本征法布里珀罗光纤应变传感器结构有初步的建立,通过Matlab对不同腔长和不同端面反射率的非本征法布里珀罗光纤应变传感器进行理论仿真 。

其次,掌握非本征光纤法布里-珀罗传感器的制作工艺。并制作合适的非本征法布里珀罗光纤应变传感器,再根据仿真,制定良好的解调方法。非本征法布里珀罗光纤应变传感器输出的波形为干涉谱,当其F-P腔区域受到外界环境影响时,腔长会随之变化,进而影响其干涉谱的变化。目前,非本征法布里珀罗光纤应变传感器的解调方法可以分为波长解调、腔长解调和强度解调 。
最后,通过实验,记录数据,研究非本征光纤法布里-珀罗应变传感器的静态应变测量的规律。
2.2 研究目标
制作出合适的非本征法布里珀罗光纤应变传感器,并用于实验测量,通过对数据进行分析,最终得出在静态应变测量中的规律。
2.3 拟采用的技术方案及措施
本实验采用的是非本征型光纤法布里珀罗应变传感器测量系统 ,它由光源、耦合器、传输光纤、光纤珐珀传感器、光谱测量仪、计算机六个部分组成。
光源发出的光经耦合器后,由光纤传输至光纤珐珀传感器;经珐珀腔反射后沿原光路返回,再次经过耦合器进入光谱测量仪;光谱测量仪测量传感器反射输出光谱后向计算机发送传感器反射光谱数据;计算机进行数据处理,解调出传感器的腔长。在光纤珐珀应变测量系统 中,光源为珐珀传感器提供干涉光,是整个系统实现测量的基础。从光谱角度来划分,光源包括单色光源和宽带光源。单色光源通常用于强度解调系统中,而宽带光源更多的用在相位解调系统中。对宽带光源来说,带宽和强度是两个重要指标。
光谱测量是实现传感器珐珀腔腔长解调的基础,光谱扫描的质量直接关系到应变测量的精度。

3. 研究计划与安排

第1-3周: 查阅相关文献资料,完成英文文献翻译,明确研究内容,了解法布里-珀罗干涉的原理和光纤法步里-珀罗传感器的原理完成开题报告;

第4-7周: 根据文献,制定合适的非本征光纤f-p传感器的制作方法,并制作非本征光纤f-p传感器;

第8-12周: 通过实验测量非本征光纤f-p传感器在不同应力的情况下,传感器的腔长的变化。分析非本征光纤f-p传感器在静态应变测量中的特性。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 杨杞.光纤法布里-珀罗应变传感器的研究[d].大连理工大学,2006.

[2] 黄尚廉 ,陈伟民,饶云江,朱永,符欲梅.光纤应变传感器及其在结构健康监测中的应用[j].测控技术,2004(05):1-4 8

[3] 蔡宁.光纤传感器在电力新能源中的应用研究[j].中国高新区,2018(02):128-129

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