光纤光栅应变传感器静态与动态特性实验研究开题报告

 2020-02-20 09:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

光纤光栅是近年来国内外着力研究、探索其机理并扩展其应用的一种新型的全光纤无源器件,光纤布喇格光栅( fiber bragg bating, fbg)传感器是用fbg做敏感元件的功能型光纤传感器,可用于直接传感温度和应变以及间接测量其他物理量和化学量。由于它具有重量轻、耐腐蚀、抗电磁干扰、探头尺寸小、易与光纤祸合、易于构成传感网络等其它传感器无法比拟的优点,使得光纤布喇格光栅传感器及其系统近年来在各个领域得到广泛应用。

光纤光栅主要分为光纤布喇格光栅仁fiber bragg grating)、惆啾光栅、长周期光栅等。1978年加拿大通信研究中心的k. 0. hill等人首次观察掺锗光纤的光敏性并采用驻波干涉法制成了世界上第一个光纤光栅,但由于这种方法写入效率低,并且光栅周期完全取决于入射光的波长,因此并未引起人们的广泛关注。光纤光栅的研究度过了相对沉寂的十年,直到1989年,美国东哈特福德联合技术研究中心的g. meltz等人用244nm紫外光双光束全息曝光法成功地制成了光纤光栅,克服了驻波干涉法的缺点,从而在世界范围内掀起了光纤光栅的研究高潮。此后不久又出现了更加有效的相位掩模复制法,和准分子激光单脉冲在线写入法。光纤光栅制作方法的成熟极大地推动了光纤光栅应用技术的发展,使得光纤光栅成为目前最有发展前途、最具代表性的光纤无源器件之一。

当前,世界上光纤传感领域的发展可分为两大方向:原理性研究与应用开发。随着光纤技术的日趋成熟,对光纤传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。由于光纤传感技术并未如光纤通信技术那样迅速地获得产业化,许多关键技术仍然停留在实验室样机阶段,距商业化有一定的距离,因此光纤传感技术的原理性研究仍处于相当重要的位置。由于很多光纤传感器的开发是以取代当前已相当成熟、可靠性和成本已得到公认并已经被广泛采用的传统机电传感系统为目的,所以尽管这些光纤传感器具有如电磁绝缘、高灵敏度、

易复用等诸多优势,其市场渗透所面临的困难和挑战是可想而知的。而那些具有前所未有全新功能的光纤传感器则在竞争中占有明显优势,fbg和其它的光栅类传感器就是一个最好的例证。当前的原理性研究热点集中于光纤光栅(fbg和lpg)型传感器和分布式光纤传感系统两大板块。

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2. 研究的基本内容与方案

主要研究内容及目标如下:

(1)了解传感器所需要的静态与动态测量参数;

(2)对不同的参数提出测量方案;

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3. 研究计划与安排

第1-2周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需的相关知识。确定方案,完成开题报告。

第3-5周:完成英语论文翻译和熟悉原理、方法和solidworks软件。

第6-9周:构建板类和梁类模型。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]陈柳柳. 光纤布喇格光栅传感器研究及信号调理电路设计[d].东南大学,2006.

[2]张顺. 基于光纤光栅翻车机溜槽群料位监测技术的研究[d].武汉理工大学,2015.

[3]齐一华. 光纤布拉格光栅表面金属化及高温传感性能研究[d].华东理工大学,2013.

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