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低相干光纤锈蚀监测系统的优化研究的开题报告

一、研究背景及意义

随着各种光纤传感技术的不断发展和应用，光纤传感领域已经成为光学领域中非常重要的一个分支。其中，低相干光纤传感技术因其高精度、高灵敏度、宽频带、抗干扰等突出特点，被广泛应用于环境监测、结构健康监测、物体定位等领域，成为工业自动化和民用领域中不可缺少的技术手段。而低相干光纤传感技术的一个重要应用方向就是在光纤的应力、温度、拉伸等变化状态下进行监测。

然而，光纤传感技术在实际应用中也面临着许多问题，其中一个最常见的问题就是光纤锈蚀导致的传感性能下降。由于光纤传感技术依赖于光斑的直径和光的相位的变化来实现测量，因此光纤的锈蚀会导致光线传输过程中发生散射和反射，改变光路长度和光程，从而影响相应的传感数据精度和稳定性。因此，对于光纤锈蚀监测系统的优化研究具有重要的意义。

二、研究目的和方案

目的：本研究旨在优化低相干光纤锈蚀监测系统，提高其测量精度和稳定性，解决光纤锈蚀对传感性能的影响问题。

方案：

1、针对现有系统的缺陷，分析现有技术开发同类系统的优点和缺陷，并总结经验教训从而对目前采用的低相干光纤锈蚀监测系统进行分析。

2、针对现有系统的问题，优化硬件结构，设计新的光路系统，使其具有更高的抗干扰能力和更高的测量精度和稳定性。

3、分析和设计合适的信号处理算法，优化数据处理流程，提高数据的可靠性和抗干扰能力。

4、进行实验验证，对新系统进行性能评估和测试，对比实验结果与现有系统，对新系统进行分析和评估，并提出改进和完善意见。

三、研究预期结果

1、构建一套高可靠性、高可靠性的低相干光纤锈蚀监测系统，并得到其优化方案。

2、提高系统的测量精度和稳定性，解决光纤锈蚀对传感性能的影响问题。

3、将优化后的光纤锈蚀监测系统用于实际应用中，推广其应用价值。

四、研究基础和条件

本课题所需的基础设施和条件主要包括：

1、专用实验室及设备：研究所需的实验场地和设备。

2、技术人员：有光学、信息工程等相关专业的研究人员。

3、研究资金：用于购买实验设备、文献检索和出版论文。

五、研究时间安排

本研究计划为期两年，按照以下时间安排开展：

第一年

1、第一季度：文献调研和理论分析。

2、第二季度：系统结构设计和硬件实现。

3、第三季度：信号处理算法的研究和设计。

4、第四季度：实验研究和数据处理。

第二年

1、第一季度：数据处理优化。

2、第二季度：系统性能测试与分析。

3、第三季度：完善和实现改进方案。

4、第四季度：论文撰写和出版发表。

六、参考文献

1、WangQiong,ZhuXian,etal.(2016).Areviewoffiber-opticsensorsforstructuralhealthmonitoring.Sensors,16(1),1-21.

2、LiMin,GuoLei,etal.(2015).Fiberopticstresssensorsbasedonpulse-pre-pumpBrillouinscattering.OpticsExpress,23(14),17935-17944.

3、LiYunfei,ChenHanhua,etal.(2016).AdistributedopticalfiberstrainsensingsystembasedonSPDTswitch.OpticsCommunications,366,33-38.

4、WangMingguang,WangFeng,etal.(2014).Afiber-opticcorrosionsensorbasedonthinfilmdepositionandFabry-Perotinterferometry.SensorsandActuatorsB:Chemical,199,47-50.

5、王欣,曹卫东,石宇等.(2017).基于低相干光纤传感技术的水下腐蚀监测研究.电光与控制,24(4),51-55.