外差检测式光纤布里渊温度和应变分布同时测量系统研究的开题报告.docx

外差检测式光纤布里渊温度和应变分布同时测量系统研究的开题报告
一、研究背景和意义
光纤布里渊温度传感技术具有独特的优势，它是通过将一段光纤埋入被测物内部或周围，利用光场与物质的相互作用来实现对物理环境参数的转换，可以用于实现对温度、应变、压力等物理量的测量。由于光纤布里渊温度传感技术具有响应速度快、测量范围广、灵敏度高、精度高、干扰少等特点，因此在石油、化工、电力、冶金、建筑等领域中得到了广泛应用。然而，目前光纤布里渊温度传感技术主要是通过测量光纤内部的布里渊频移来实现对温度的测量，而无法实现对应变分布的测量。因此，设计一种既能测量布里渊温度，又能测量应变分布的光纤传感器，具有很大研究意义和实用价值。
二、研究内容和目标
本文旨在提出一种基于外差检测的光纤布里渊温度和应变分布同时测量系统，具体包括以下内容：
1.阐述外差检测的基本原理和技术特点；
2.介绍光纤布里渊温度传感技术的基本原理和结构；
3.设计一种基于外差检测技术的光纤布里渊温度和应变分布同时测量系统；
4.利用该系统对样品进行实验测量，并对实验结果进行分析；
5.对该系统进行实用性能评价和优化，同时对该技术的应用前景进行探讨。
三、研究方法和步骤
在本文中，我们将采用以下研究方法：
1.文献综述法：通过查阅国内外相关学术文献，了解外差检测技术和光纤布里渊温度传感技术的研究进展。
2.系统设计法：通过对外差检测技术和光纤布里渊温度传感技术的原理分析和比较，设计出符合实际应用要求的光纤布里渊温度和应变分布同时测量系统。
3.实验研究法：利用所设计的系统对实际样品进行测试，并对测试结果进行分析和评价。
4.数据处理法：通过对实验数据的处理和分析，评估该系统的性能，并对其进行优化。
具体的研究步骤如下：
1.学习和分析外差检测技术的原理和优缺点，掌握一些基本的激光光学测量技术知识。
2.了解光纤布里渊温度传感技术的基本原理和应用范围，掌握传感器的结构和工作原理。
3.设计一种基于外差检测技术的光纤布里渊温度和应变分布同时测量系统，包括激光器、光路系统、外差检测单元、数据采集与处理系统等部分。
4.利用所设计的系统对不同样品进行实验测试，并获得温度和应变的同时分布数据。
5.对实验数据进行处理和分析，评估该系统的性能，验证其实用性和可靠性。
6.对该系统的实现进行优化，并探讨其应用前景。
四、研究计划和进度安排
本研究计划大致分为以下几个阶段：
1.阶段一：文献综述与研究，包括基本原理的了解和概括、技术特点的分析和比较，以及进一步界定研究方向，共计1个月完成。
2.阶段二：系统设计与实现，包括系统的具体设计和实现，系统调试和优化，共计4个月完成。
3.阶段三：实验检测和数据处理，包括对样品进行实验测试和数据处理，对实验结果进行分析和评估，共计3个月完成。
4.阶段四：论文撰写和实验总结，包括对研究成果的撰写和论文的整理、对实验总结和未来研究方向的讨论，共计2个月完成。
预计研究周期为10个月，即从2022年1月到10月。