開題報告_適用于惡劣環(huán)境的光纖光柵動態(tài)解調(diào)系統(tǒng)研制(編輯修改稿)
2025-02-13 13:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 波長獲取算法設(shè)計，以實現(xiàn)高精度高穩(wěn)定性的光纖光柵波長解調(diào)。（2）自給供電系統(tǒng)與遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計本部分研究解調(diào)系統(tǒng)的自給供電部分和無線數(shù)據(jù)傳輸部分。一方面主要根據(jù)解調(diào)系統(tǒng)的功率參數(shù)研究合適的電池系統(tǒng)，同時兼顧解調(diào)儀的體積與重量。另一方面主要根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸需要，選擇合適的無線傳輸技術(shù)，并提供接入Internet網(wǎng)絡(luò)接口，使得隨時隨地能進(jìn)行數(shù)據(jù)接收進(jìn)而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)狀態(tài)的分析處理，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。五、研究的主要內(nèi)容、方法、步驟（一）研究內(nèi)容 本項目將研究具有自給電源和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸功能的光纖光柵動態(tài)解調(diào)系統(tǒng)，具體研究內(nèi)容包括：(1)光纖光柵動態(tài)解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計本項目將采樣目前較為成熟的FP濾波法進(jìn)行解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計，完成系統(tǒng)光路和電路設(shè)計、以及中心波長提取算法，實現(xiàn)光纖光柵動態(tài)解調(diào)。(2)自給供電系統(tǒng)與遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計本項目將采用電池供電模式，結(jié)合Internet網(wǎng)絡(luò)接入的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)適用于野外遠(yuǎn)距離監(jiān)測的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計。（二）研究方法和研究對象 (1)光纖光柵動態(tài)解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計由于一般結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測主要通過長期實時監(jiān)測結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的應(yīng)力應(yīng)變載荷，例如常見的橋梁、公路、鐵軌、海洋結(jié)構(gòu)、飛行器、大壩等，通過監(jiān)測關(guān)鍵部位的應(yīng)力應(yīng)變變化能分析結(jié)構(gòu)的狀態(tài)，以便于及早的發(fā)現(xiàn)損失，減小損失。通常這些載荷變化屬于動態(tài)信號，頻率在1KHz以內(nèi)。本項目將采樣目前較為成熟的FP濾波法進(jìn)行解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計，完成系統(tǒng)光路和電路設(shè)計、以及中心波長提取算法，實現(xiàn)光纖光柵動態(tài)解調(diào)。(2)自給供電系統(tǒng)與遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計目前解調(diào)系統(tǒng)通常需要外接電源，自帶數(shù)據(jù)存儲和處理單元或者通過線纜連接到PC機(jī)進(jìn)行處理。這一方面不利于解調(diào)儀器的野外使用，另一方面不適于對長距離監(jiān)測如鐵軌、管道等監(jiān)測領(lǐng)域。本項目將采用電池供電模式，結(jié)合Internet網(wǎng)絡(luò)接入的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)適用于野外遠(yuǎn)距離監(jiān)測的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計。（三）研究進(jìn)度安排 本項目預(yù)期一年完成，具體進(jìn)度安排如下:：光纖光柵解調(diào)技術(shù)、現(xiàn)有解調(diào)系統(tǒng)調(diào)研，確定光纖光柵動態(tài)解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案；：完成光纖光柵動態(tài)解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和實驗調(diào)試；：完成光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)自給電源系統(tǒng)設(shè)計；：完成光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計；：進(jìn)行系統(tǒng)連調(diào)，并撰寫結(jié)題報告。六、研究條件和現(xiàn)存問題（一）研究條件 本項目的指導(dǎo)教師在該領(lǐng)域已有多年研究，在光纖光柵的動靜態(tài)解調(diào)、惡劣環(huán)境結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等領(lǐng)域均有所成果，這些均為本項目的順利實施奠定了基礎(chǔ)。同時本項目組成員已學(xué)完電子基礎(chǔ)等課程，在后續(xù)的解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計上有了理論知識儲備。（二）現(xiàn)存問題目前實驗室已有Microoptics公司Sm125解調(diào)系統(tǒng)一套，寬帶光源一臺，這些均為項目中解調(diào)系統(tǒng)的調(diào)試和標(biāo)定提供了基礎(chǔ)。但本項目需要設(shè)計的解調(diào)系統(tǒng)各個器件均需購買，成本較為昂貴，本項目指導(dǎo)教師準(zhǔn)備自籌一定資金用于本項目的研究開發(fā)。七、研究成果的表現(xiàn)形式 本項目預(yù)期完成如下成果：(1)完成適用于惡劣環(huán)境下光纖光柵動態(tài)解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計報告一份；(2)設(shè)計解調(diào)系統(tǒng)設(shè)備一套；(3)以第一作者發(fā)表EI檢索論文1篇。參考文獻(xiàn)[1] Melle S M, Liu K, Measure R M. A passive wavelength demodulation system for guidedwave Bragg grating sensors[J]. IEEE Photonics Technology Letters,1992:516~518[2] Xu M G, Geiger H, Archamb
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