干涉型光纤传感器及其准分布式传感研究的任务书.docx

干涉型光纤传感器及其准分布式传感研究的任务书
任务书
一、研究背景和意义
近年来，光纤传感技术在工业、民用等领域得到了广泛的应用。与传统的电气传感器相比，光纤传感器有着更好的抗干扰能力、更高的精度和更远的传输距离，因此在一些特殊环境下广泛应用，如高温、辐射、强磁场等。
干涉型光纤传感器是一种重要的光纤传感器，可以通过光学干涉的方式来实现对物理量的检测。与其他光纤传感器相比，干涉型光纤传感器具备更高的灵敏度和更丰富的信息输出，可以广泛应用于温度、压力、形变等物理量的测量。目前已经有一些成熟的干涉型光纤传感器，在石油、电力、交通等领域得到了应用。
然而，传统的干涉型光纤传感器主要以点式测量为主，对于较大的工程结构，如桥梁、坝体等，需要对全区域进行监测，点式测量难以满足需求。为满足这一需求，准分布式光纤传感技术应运而生。
准分布式光纤传感技术可以通过在光纤中引入微小的折射率变化来实现光学信号的反射和散射，从而实现对光纤中每个小区域的测量。准分布式光纤传感技术在地质勘探、基础设施安全监测等领域得到了广泛的应用。
因此，本研究的目的在于探究干涉型光纤传感器的工作原理和准分布式光纤传感技术的基本原理，设计并搭建干涉型光纤传感系统，进一步研究准分布式光纤传感技术在桥梁、坝体等大型结构的监测中的应用。
二、研究内容
1.干涉型光纤传感器的工作原理
通过查阅文献，了解干涉型光纤传感器的工作原理，包括Fabry-Perot干涉，Mach-Zehnder干涉，FiberBraggGratings等干涉技术的基本原理及其特点。
2.干涉型光纤传感系统的设计
根据干涉型光纤传感器的工作原理，设计干涉型光纤传感系统。从光源、光纤、光学元件、检测器等方面考虑，确定系统的技术指标，包括灵敏度、测量范围、分辨力、响应时间等。
3.干涉型光纤传感系统的调试
根据系统的设计要求，对干涉型光纤传感系统进行调试。包括系统部件的选购和组装、参数的优化和调整、误差的分析和消除等。
4.准分布式光纤传感技术的研究
了解准分布式光纤传感技术的基本原理。研究准分布式光纤传感技术的探测方法，搭建探测系统，通过光学反射、散射信号的处理和分析，实现对光纤中每个区域的探测。
5.准分布式光纤传感技术在大型结构监测中的应用研究
针对具体的工程情况，设计准分布式光纤传感系统，如桥梁、坝体等大型结构的监测。确定监测区域和监测点，确定监测参数，搭建准分布式光纤传感系统，对系统进行测试和评估。
三、研究步骤和时间安排
1.第一年
研究内容：干涉型光纤传感器的工作原理和干涉型光纤传感系统的设计
（1）1-4月：查阅文献，了解干涉型光纤传感器的工作原理；初步确定系统的技术指标。
（2）5-8月：系统的设计和方案制定。从光源、光纤、光学元件、检测器等方面考虑，确定系统的技术指标，包括灵敏度、测量范围、分辨力、响应时间等。
（3）9-12月：进行干涉型光纤传感系统的组装和调试，包括系统部件的选购和组装、参数的优化和调整、误差的分析和消除等。
2.第二年
研究内容：准分布式光纤传感技术的研究和准分布式光纤传感技术在大型结构监测中的应用研究。
（1）1月-6月：了解准分布式光纤传感技术的基本原理；搭建探测系统，通过光学反射、散射信号的处理和分析，实现对光纤中每个区域的探测。
（2）7-12月：针对具体的工程情况，设计准分布式光纤传感系统，如桥梁、坝体等大型结构的监测；确定监测区域和监测点，确定监测参数，搭建准分布式光纤传感系统，对系统进行测试和评估。
3.第三年
研究内容：系统的优化和完善，实验数据的分析和总结。
（1）1-6月：对系统进行优化和完善，解决存在的问题；对实验数据进行处理和分析，总结成果。
（2）7-12月：完善研究成果，撰写完成论文，并进行答辩。
四、研究经费估算
本研究所需经费主要用于硬件设备采购、实验测试和数据处理等方面，预计总经费为20万元。
五、研究成果与预期效益
本研究将探究干涉型光纤传感器的工作原理和准分布式光纤传感技术的基本原理；设计和搭建干涉型光纤传感系统，进一步研究准分布式光纤传感技术在桥梁、坝体等大型结构的监测中的应用。研究成果将拓展干涉型光纤传感技术的应用范围，提高准分布式光纤传感技术的测量精度，为工程监测提供更完善的方案和技术支持。预期效益将直接提高我国在光纤传感技术领域的核心竞争力，为重大工程的安全运行提供保障。