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基于光纤布拉格光栅的湿度传感器研究的开题报告
一、选题背景和意义
湿度是空气中水汽含量的一个物理量，是影响人类生存和生活的重要因素之一。因此，湿度传感器的研究具有重要的应用价值。现在，市场上常见的湿度传感器主要有电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器和表面声波湿度传感器等。这些传感器都存在一些问题，如灵敏度不高、稳定性差和响应速度慢等。因此，需要研究一种新型的湿度传感器。
光纤布拉格光栅（FiberBraggGrating，FBG）是一种利用光纤中周期性光栅反射的光学传感器，具有高精度、高灵敏度、快速响应和不易受干扰等优点，已广泛应用于温度、应力、形变等物理量的测量中。近年来，FBG湿度传感器的研究也逐渐得到重视。
本课题基于光纤布拉格光栅，通过感应光纤湿度对光学波长的影响，研究一种新型湿度传感器，可以提高传感器的灵敏度和稳定性，同时可以应用于多种工业和环境监测领域，具有广泛的应用前景。
二、研究内容
1.光纤布拉格光栅湿度传感器的原理研究。
2.基于光纤布拉格光栅的湿度传感器制备工艺研究。
3.FBG湿度传感器的性能测试与分析。
4.FBG湿度传感器与传统湿度传感器的对比实验。
5.FBG湿度传感器在不同场合下的应用实验。
三、预期成果
1.掌握光纤布拉格光栅湿度传感器的原理和制备工艺。
2.制备出具有一定性能的光纤布拉格光栅湿度传感器。
3.对FBG湿度传感器的性能进行测试和分析，比较其优劣。
4.在实验室和实际场合中应用光纤布拉格光栅湿度传感器。
5.撰写毕业论文并答辩。
四、进度安排
1.前期调研，查阅文献资料，熟悉光纤布拉格光栅湿度传感器的理论知识。最迟于6月底完成。
2.光纤布拉格光栅的制备工艺研究和光学传感原理分析。最迟于7月底完成。
3.光纤布拉格光栅湿度传感器的性能测试和数据分析。最迟于8月底完成。
4.光纤布拉格光栅湿度传感器与传统湿度传感器的对比实验。最迟于9月底完成。
5.在实验室和实际场合中应用光纤布拉格光栅湿度传感器。最迟于10月底完成。
6.撰写毕业论文，完成答辩。最迟于12月底完成。
五、研究方法和技术路线
本课题主要采用实验室实验和理论分析相结合的方法。首先通过查阅文献资料，掌握光纤布拉格光栅的原理和光学传感器的基本原理。然后，在制备工艺研究中优化生长光纤光栅的参数，制备出具有一定性能的光纤布拉格光栅湿度传感器。接着，对传感器的性能进行测量和分析，比较FBG湿度传感器与传统湿度传感器的优劣。最后，在实验室和实际场合中应用光纤布拉格光栅湿度传感器，测试传感器的精度和稳定性，并进行数据分析。
六、存在的问题和解决方法
1.研究所需的光学测量设备昂贵，需要争取获得实验室设备的支持，或寻找其他途径解决设备问题。
2.制备光纤布拉格光栅的工艺难度较大，需要查阅文献资料和请教专家学者，加强自身的实验操作技能。
3.实验中可能出现的测量误差和数据处理方法需要加以注意和解决，确保实验结果的准确性和可靠性。
七、参考文献
1.H.P.Loock,“FiberBraggGratingSensorsforHarshEnvironments,”SmartMaterials&Structures,vol.13,no.2,pp.370-382,2004.
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3.Z.Li,J.Li,S.LiandY.Huang,“InvestigationofafiberBragggratinghumiditysensorbasedonpolyvinylalcoholcoating,”Measurement,vol.130,pp.234-237,2018.
4.Z.Zuo,R.Huang,X.Gao,Y.ChenandX.Feng,“NovelPVA-coatedFBGhumiditysensorwithprecisetemperaturecompensation,”Optik,vol.127,no.18,pp.7373-7378,2016.
5.M.Crotti,C.Trono,M.Consales,A.Crescitelli,E.Esposito,A.Ricciardi,M.GiaquintoandG.Quero,“FBG-basedhumiditysensingelementwithenhancedsensitivity,”SensorsandActuatorsB:Chemical,vol.201,pp.142-150,2014.