基于FBG三維動態(tài)應變測量系統(tǒng)的設計與解調研究的開題報告

基于FBG三維動態(tài)應變測量系統(tǒng)的設計與解調研究的開題報告一、研究背景及意義FBG（FiberBraggGrating）技術由于其具有的溫度和應變高靈敏度、抗電磁干擾、體積小、重量輕等優(yōu)點，被廣泛應用于光纖傳感器領域，并已在橋梁、建筑、輸電塔架、管道等領域得到應用。近年來，隨著基礎設施建設的迅速發(fā)展，人們對工程結構設備安全的關注度日益增強，建立健全的結構安全監(jiān)測體系成為當前研究熱點和技術發(fā)展方向之一。在此背景下，利用FBG技術實現(xiàn)對結構和設備的應變監(jiān)測越來越受到關注和重視。目前，F(xiàn)BG傳感器在應變測量領域的研究主要集中在單點應變和局部應變測量上，難以對工程結構設備進行全局應變監(jiān)測。同時，傳統(tǒng)的解調方法在應變傳輸距離較長、信號噪聲較大時易出現(xiàn)誤差。因此，設計一種能夠實現(xiàn)全局應變測量的三維動態(tài)應變測量系統(tǒng)，對工程結構設備的長期安全運行具有非常重要的意義。二、研究內容本文主要研究基于FBG技術的三維動態(tài)應變測量系統(tǒng)的設計與解調方法，具體包括以下幾個方面的內容：1、系統(tǒng)硬件設計：設計一套能夠實現(xiàn)三維動態(tài)應變測量的硬件系統(tǒng)，包括FBG傳感器、光纖光源、多道光譜儀等。2、信號解調方法研究：分析傳統(tǒng)的解調方法的不足之處，提出一種新的解調方法，該方法能夠在傳輸距離較長、信號噪聲較大的情況下保證應變測量精度。3、系統(tǒng)性能測試：基于實際的應變測量需求，對系統(tǒng)進行性能測試，包括系統(tǒng)的精度、靈敏度、可靠性等方面。三、預期成果通過本文的研究，期望獲得以下幾個方面的成果：1、設計一套能夠實現(xiàn)三維動態(tài)應變測量的硬件系統(tǒng)，并進行性能測試。2、提出一種信號解調方法，能夠在傳輸距離較長、信號噪聲較大的情況下，確保應變測量精度。3、建立基于FBG技術的三維動態(tài)應變測量系統(tǒng)的應用模型，為實際應用提供技術支持。四、研究方法和步驟本文采用的研究方法主要包括文獻調研、理論分析、實驗研究等。具體步驟如下：1、文獻調研：通過查閱相關文獻，了解FBG技術在應變測量領域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。2、理論分析：分析FBG傳感器的原理和特點，研究解調方法的優(yōu)缺點，為系統(tǒng)設計提供理論支持。3、系統(tǒng)設計：設計三維動態(tài)應變測量系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，包括FBG傳感器、多道光譜儀、光纖光源等。4、信號解調方法研究：針對傳統(tǒng)解調方法存在的問題，提出新的解調方法，并進行仿真分析。5、系統(tǒng)性能測試：對系統(tǒng)進行性能測試，包括系統(tǒng)的精度、靈敏度、可靠性等方面，驗證系統(tǒng)的可行性和可靠性。五、研究計劃本文的研究時間為一年，具體的研究計劃如下：第一階段：文獻調研和理論分析（2個月）第二階段：