基于OFDR分布式监测的损伤识别研究开题报告

 2022-04-04 21:55:53

1. 研究目的与意义

随着社会经济的发展，各式各样用材新颖、设计复杂的结构在土木结构、航空航天、制造加工等领域得到了广泛的使用且日渐向着大型化、复杂化的方向发展。由于材料自身、加工、设计等方面不可避免的缺陷，或者环境侵蚀、长期荷载加持等外界因素的综合作用，导致各类结构构件存在不同程度的损伤，直接关系其安全性和可靠度。因此需要定期对结构构件进行损伤监测识别。

当然，目前有许多监测技术，但是由于分布式光纤传感技术逐渐兴起，具有传统传感器不可比拟的优点，如抗电磁干扰能力强，环境适应性强，监测范围大等，在问世的三十多年里，得到了广泛的关注与发展，分布式光纤传感技术除了具有光纤传感器的特点外，还可以准确地测出光纤沿线任一点上的应力、温度、振动等信息，无需构成回路，因此成了研究的热点，尤其是OFDR技术成了结构损伤监测识别的重要方法。

2. 研究内容和预期目标

分布式光纤因其兼有局部应变和整体大范围应变监测的优点，成为了工程结构健康监测领域最具发展前景的传感技术之一。

基于光频域反射技术（ofdr）的分布式光纤应变测量技术具有信噪比高、空间分辨率高、灵敏度高等优点。

本课题通过物理试验，基于ofdr获得分布式应变监测数据，并与有限元分析结果进行对比，完成损伤识别研究。

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3. 研究的方法与步骤

总的来讲，本课题采用物理试验，基于ofdr获得分布式应变监测数据，并将其

与有限元分析结果进行对比，完成损伤识别研究。

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4. 参考文献

[1] 刘德明, 孙琪真. 分布式光纤传感器技术及其应用[J]. 激光与光电子学进展, 2009, 46(11): 29-33.

[2] XiaoyiBao, Liang Chen. Recent progress in distributed fiber optic sensors [J]. Sensors,2012,12(7):8601-8639.

[3] Masoudi A, Newson TP. Contributed Review: Distributed optical fiber dynamic strain sensing [J]. Review of Scientific Instruments, 2016, 87(1):011501.

[4] Venkatesh S, Sorin WV. Phase noise c-onsiderations in coherent optical FMCW reflectometry [J]. Journal of LightwaveTechnology,1993, 11(10):1694-1700.

[5] Uttam D, Culshaw B. Precision time domain reflectometry in optical fiber s-ystems using a frequency modulated continuous wave ranging technique [J]. Journal of Lightwave Technology,1985, 3(5):971-977.

[6] 索文斌，施斌，张巍等.基于BOTDR的分布式光纤传感器标定实验研究 [J]. 仪器仪表学报, 2006,27(9): 985-989.

[7] Eickhoff W, Ulrich R. Optical frequency domain reflectometry in single-mod-e fiber [J]. Applied Physics Letters, 1981, 39(9): 693-695.

[8] M Froggatt, J Moore. High-spatial-resolution distributed strain measurement in optical fiber with Rayleigh scatter [J]. Appl Opt, 1998, 37(10): 1735-1740.

[9] K Yuksel, M Wuilpart, P Megret. Analysis and suppression of nonlinear freq-uency modulation in an optical frequency-domain reflectometry [J]. Opt Express, 2009, 17(7): 5845-5851.

[10] Ko WL, Richards L, Fleischer VT. Applications of Ko displacement theory to the deformed shape predictions of the doubly-tapered Ikhana Wing. Edwards, CA:NASA Dryden Flight Research Center;2009.

5. 计划与进度安排

[1] 3月22日- 3月28日 文献检索，提交开题报告

[2] 3月29日- 4月11日 论文研究，提交外文翻译初稿

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