基于时分复用的分布式光纤光栅传感系统的研究的任务书.docx

基于时分复用的分布式光纤光栅传感系统的研究的任务书
任务书
1.研究背景
光纤光栅传感技术是一种高精度、高灵敏度的光学传感技术，已经广泛应用于工业、航空航天、交通、海洋、环保等诸多领域。传统的光纤光栅传感系统通常采用中央控制方式，即传感器节点采集传感信号后将信号传到中央控制器，由中央控制器完成传感信号处理和数据分析。但在较大的系统中，中央控制器的单点故障问题会使整个系统失去部分工作能力或完全瘫痪，严重制约了其在实际应用中的推广。为了克服这一问题，近年来出现了分布式光纤光栅传感系统。在该系统中，各个传感节点之间通过光纤进行互联，从而实现信息的交换和集成。但存在光信号频率错位的问题，直接影响传感精度和系统可靠性。
2.研究目的
为了解决分布式光纤光栅传感系统中时分复用技术的应用问题，本研究的目的是：
（1）设计一种基于时分复用的分布式光纤光栅传感系统，提高传感精度和系统可靠性。
（2）建立系统模型，通过理论分析和仿真验证，探究系统的性能和工作原理。
（3）制备系统原型，进行实验验证，分析系统性能和可靠性，为实际应用提供技术支持。
3.研究内容
（1）分析光信号频率错位问题，提出基于时分复用技术的传感系统设计方案，并建立系统模型，进行理论分析和仿真验证。
（2）制备分布式光纤光栅传感系统的原型，采用自研开发的控制系统实现时分复用传感信号。
（3）设计实验方案，对原型系统进行系统性能、传感精度和可靠性的实验测试和分析。
4.研究思路
（1）理论分析：对分布式光纤光栅传感系统中光信号频率错位问题进行分析，提出基于时分复用技术的传感系统设计方案，并建立系统模型，进行理论分析和仿真验证。
（2）控制系统开发：自研控制系统，实现时分复用传感信号。
（3）制备原型系统：采用多传感器节点的模块化设备，并通过光纤实现各节点之间的互联。
（4）实验测试：设计实验方案，对原型系统进行系统性能、传感精度和可靠性的实验测试和分析。
5.研究计划和预期成果
（1）研究计划：
年度|研究内容|预期成果
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第一年|光信号频率错位问题的分析，提出时分复用技术的传感系统设计方案，建立系统模型，进行仿真验证|完成论文开题报告；完成系统设计的文献综述和理论分析。
第二年|自研控制系统，制备分布式光纤光栅传感系统原型，开展实验测试|完成硕士学位论文；完成系统原型的制备；初步完成实验测试。
第三年|对系统原型进行进一步完善和性能测试，撰写论文，并申请国家专利|完成论文撰写和发表；完成原型系统的性能测试；申请国家专利。
（2）预期成果：
本研究将设计并制备一种基于时分复用的分布式光纤光栅传感系统，并通过实验测试，初步验证其在传感精度和系统可靠性方面的优势，为实际应用提供技术支持。同时，本研究所采用的时分复用技术，可以为其他分布式光纤光栅传感系统的设计和应用提供一定的参考和指导意义。