基于光纤光栅的船闸人字门应变监测系统设计的开题报告.docx

基于光纤光栅的船闸人字门应变监测系统设计的开题报告
开题报告
题目：基于光纤光栅的船闸人字门应变监测系统设计
一、研究背景和意义
船闸是河流、港口等水域中常见的人工水利工程，其主要功能是控制船只在不同水位的水平间隔通过，以保证水位的平衡。船闸人字门是船闸水门的重要组成部分，主要用于控制水流和水位的升降。由于长期受到水流和水压等外界力的作用，船闸人字门存在着应变变形的现象，若长时间运行，可能出现严重的变形破坏导致船闸的损毁。因此，研究船闸人字门的应变监测系统对于保障船闸的安全稳定具有非常重要的意义。
近年来，光纤光栅技术在结构健康监测领域得到了广泛的应用，它可以实现对工程结构内部的应力、应变等参数进行实时监测。与传统监测技术相比，光纤光栅具有灵敏度高、精度高、抗干扰能力强等优点。因此，基于光纤光栅技术设计船闸人字门的应变监测系统，可以实现实时监测船闸人字门的应变变形情况，为保障船闸的安全稳定提供了重要依据。
二、研究内容和方法
1.研究内容
（1）对船闸人字门的结构特点和应变变形规律进行分析，确定监测参数及监测方案；
（2）设计光纤光栅传感器实现对船闸人字门应变变形的实时监测，包括传感器的布置方案、通信方案等；
（3）开发应变数据采集系统，并进行数据处理、分析与展示；
（4）通过实验验证系统的可行性和实用性，建立船闸人字门的应变监测体系。
2.研究方法
（1）文献调研法，了解船闸人字门应变监测相关技术，确定研究方向和内容；
（2）理论计算法，对船闸人字门应变变形规律和光纤光栅传感器的检测原理进行建模分析，确定监测方案和数据处理方法；
（3）实验验证法，采用实验数据验证光纤光栅传感器的应变检测精度和系统的稳定性和可靠性；
（4）数据处理和分析方法，采用MATLAB等计算软件进行数据处理和分析，实现数据可视化和分析结果的输出。
三、预期成果和意义
1.预期成果
（1）基于光纤光栅的船闸人字门应变监测系统设计方案；
（2）光纤光栅传感器布置方案及数据采集方案；
（3）船闸人字门应变监测数据处理方法；
（4）实验结果分析和验证。
2.意义
（1）为船闸人字门的应变监测提供技术支持和实用方案；
（2）为类似工程结构的应变监测提供参考意义和技术支持；
（3）为推进光纤光栅在工程结构监测领域的应用提供实践参考。