振动的三维测量方法及其光纤传感器设计开题报告
2020-04-13 03:04
1. 研究目的与意义（文献综述）
振动是一种在工程实践及日常生活中常见的现象，主要表现为在固定位置附近做往复运动。在现代工程设计中，对振动的控制与利用也非常重要，分析和预估结构的振动等动力特性是其工作中的重要部分，研究工程结构振动特性可以为工程设计提供理论基础，降低振动的破坏性，优化工程设计的参数等。现有常用的振动传感器主要包括传统的基于电测方法的振动传感器，以及目前研究较多的光纤光栅振动传感器。
传统的电测式振动传感器的发展与应用已经比较成熟，但是基于电学原理的传感器必然易受电磁干扰，使用大量线缆时容易受到干扰，工作环境较严酷或需远距离传输时工作性能降低；然而基于光纤光栅的振动传感器作为则具有耐高温、抗干扰、可在一些严酷环境下工作的优势，可以与电测式振动传感器优势互补。
光纤光栅作为一种新兴无源光学器件，自发明伊始便深受研究者青睐，随着研究的深入，其应用范围也在不断扩展。光纤布拉格光栅（fbg）是一种通过紫外线照射等技术调制光纤折射率形成的光学波长反射器件，与光纤具有天然的融合性，具有抗电磁干扰、耐高温、体积小、抗腐蚀以及易于多路复用等优点。
2. 研究的基本内容与方案
本次是针对一种三维振动光纤传感器的设计，具体内容是：
（1）掌握振动的基础理论和分析方法，以及光纤光栅的测量原理与方法；
（2）设计基于光纤光栅传感的振动三维测量方法及其传感器；
3. 研究计划与安排
（1）1-2周：完成文献查阅，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。
（2）3-4周：完成英文论文翻译和熟悉原理、方法。
（3）5-14周：完成测量方法设计，以及传感器的设计制作、计算分析和实验测试任务。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] m. d. todd, g. a. johnson, b. a. althouse, and s. t. vohra, “flexural beam-based fiber bragg grating accelerometers”, ieee photon. technol. lett. 10, 1605–1607 (1998).
[2] wu j, masek v, cada m. the possible use of fiber bragg grating based accelerometers for seismic measurements. 2009 canadian conference on electrical and computer engineering. 2009:860-863.
[3] j. zhang, y. xiong, a. yang, study of fbg application in acceleration sensing, in: proceedings of the 9th international conference on properties and applications of dielectric materials, 19–23 july, harbin, china, 2009.
