基于光纤光栅的应变传感器研发开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着现代工业和科技的快速发展，对结构健康监测、智能感知等领域的需求日益增长，对传感器的性能也提出了更高要求。

传统电阻应变片等传感器存在电磁干扰、精度受限、难以嵌入式监测等问题，已难以满足现代传感技术的发展需求。

光纤光栅传感器作为一种新型传感技术，具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、尺寸小、易于集成等优点，在土木工程、航空航天、能源电力、医疗健康等领域展现出巨大的应用潜力，成为了当前传感器领域的研究热点。

2. 本选题国内外研究状况综述

光纤光栅传感器作为一种新兴的传感技术，近年来受到国内外学者的广泛关注和研究。

1. 国内研究现状

国内在光纤光栅传感技术领域的研究起步较晚，但近年来发展迅速，在光纤光栅的制作、传感机理、解调技术以及应用等方面取得了一系列重要成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

1.光纤光栅应变传感理论研究：深入分析光纤光栅的传光特性和应变传感机理，研究光纤光栅参数（如光栅周期、折射率调制深度等）与应变灵敏度之间的关系，建立光纤光栅应变传感模型，为高性能光纤光栅应变传感器的设计提供理论依据。

2.光纤光栅应变传感器设计与制备：根据应用需求，设计光纤光栅应变传感器的结构，选择合适的光纤光栅类型、封装材料和封装工艺，并进行传感器制备。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，开展基于光纤光栅的应变传感器研发。

首先，通过查阅文献和理论分析，深入研究光纤光栅的传感机理，建立光纤光栅应变传感模型，并进行数值模拟，分析光纤光栅参数对传感器性能的影响。

其次，根据理论分析和模拟结果，设计光纤光栅应变传感器的结构，选择合适的光纤光栅、封装材料和封装工艺，并进行传感器制备。

5. 研究的创新点

本课题致力于研发高性能、低成本的基于光纤光栅的应变传感器，并在结构健康监测领域进行应用探索。

本课题的主要创新点在于：1.高灵敏度光纤光栅应变传感器设计：通过优化光纤光栅结构和封装工艺，提高传感器的应变灵敏度，以满足实际应用需求。

2.温度补偿算法研究：针对光纤光栅应变传感器存在温度交叉敏感性的问题，研究基于软件算法的温度补偿方法，以提高传感器的测量精度和稳定性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘彬,张卫平,谢尚群,等.基于π相移光纤光栅的应变传感器研究[j].压电与声光,2019,41(06):905-909.

[2] 李志阳,陈晓虎,李永乐,等.基于飞秒激光诱导光纤光栅的应变传感器[j].传感技术学报,2020,33(09):1304-1308.

[3] 王伟,李志全,陈德华,等.基于光纤光栅的应变传感器温度补偿技术研究[j].激光与红外,2021,51(01):91-97.