本文關鍵詞：基于Raman散射分布式光纖測溫系統(tǒng)中APD器件的溫漂研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著光纖技術的快速發(fā)展，分布式光纖測溫技術已被廣泛地應用于溫度測量領域中，成為溫度測量的重要手段。與傳統(tǒng)的溫度傳感技術相比，分布式光纖測溫技術具有不受電磁干擾、可同時獲取幾百個甚至幾千個溫度信息和測溫穩(wěn)定可靠等特點，應用前景良好。 在整個分布式光纖測溫系統(tǒng)中，作為APD重要參數(shù)之一的增益，容易受到外界環(huán)境的干擾，溫度對其影響尤為明顯。因此，必須對APD環(huán)境溫度進行控制來保證APD正常工作、整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行，這也是本文研究的重點。本文主要研究內容包括： 1深入分析和研究了國內外關于分布式光纖測溫技術的各種方法和技術，總結其優(yōu)缺點，探討了拉曼散射分布式光纖測溫技術的可行性和必要性，重點介紹了其原理和優(yōu)勢。 2設計了一套基于Raman散射的分布式光纖測溫系統(tǒng)，主要介紹了系統(tǒng)的總體設計方案、設計過程和硬件組成，完成了全部器件的選型和焊接工作。闡述了系統(tǒng)信號采集處理方法，論述了波分復用器的特性及系統(tǒng)的主要技術指標。完成了激光器驅動電路和信號放大電路的設計工作，并進行了相應的信號調試，驗證了系統(tǒng)運行的可靠性和實時性。 3論述了APD的基本工作原理，對APD進行了噪聲和最佳雪崩增益分析，討論了APD雪崩增益與入射光功率、偏置電壓及環(huán)境溫度的關系。基于APD雪崩增益與三者的關系，設計了APD溫漂測試系統(tǒng)。討論了其組成及參數(shù)設置，并基于控制變量法進行了相應的溫漂實驗。實驗結果表明在解決APD溫漂問題上，恒溫法優(yōu)于偏壓調節(jié)法。 4在上述實驗結論的基礎上，，基于恒溫法設計了APD溫漂控制系統(tǒng)。介紹了溫漂控制系統(tǒng)的組成及恒溫裝置的設計。在恒溫裝置設計中考慮到了其箱體的選擇及絕熱材料的篩選。APD溫漂控制系統(tǒng)的設計為解決APD溫漂問題提供了保障，也是后續(xù)工作順利進展的前提。
【關鍵詞】：分布式 拉曼散射 光時域反射技術 測溫系統(tǒng) APD溫漂
【學位授予單位】：中國計量學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH811
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目次9-12
• 圖清單12-13
• 表清單13-15
• 1 緒論15-28
• 1.1 引言15-16
• 1.2 分布式光纖測溫技術的特點16
• 1.3 分布式光纖測溫系統(tǒng)概述16-22
• 1.3.1 分布式光纖測溫系統(tǒng)的研究進展17-18
• 1.3.2 分布式光纖測溫系統(tǒng)的主要類型18-22
• 1.4 光電轉換器件概述22-26
• 1.4.1 光電二極管（PIN）23
• 1.4.2 光電倍增管（PMT）23-24
• 1.4.3 雪崩二極管（APD）24-26
• 1.4.4 光電轉換器件的選擇26
• 1.5 論文的內容安排與主要工作26-28
• 2 Raman 散射分布式光纖測溫系統(tǒng)的構建28-39
• 2.1 系統(tǒng)結構28
• 2.2 激光器驅動電路的設計28-30
• 2.3 半導體激光器30-31
• 2.4 波分復用器特性31-32
• 2.5 光電轉換器 APD32-33
• 2.6 放大電路設計33-35
• 2.7 信號采集處理部分35-36
• 2.8 系統(tǒng)分辨率分析36-38
• 2.8.1 空間分辨率36-37
• 2.8.2 溫度分辨率37
• 2.8.3 時間分辨率37-38
• 2.8.4 系統(tǒng)性能指標38
• 2.9 本章小結38-39
• 3 APD 基本工作原理及特性39-47
• 3.1 APD 基本工作原理39-42
• 3.2 APD 雪崩二極管噪聲的分析42-43
• 3.3 APD 雪崩增益分析43-46
• 3.3.1 APD 最佳雪崩增益推導43-45
• 3.3.2 影響 APD 雪崩增益的因素分析45-46
• 3.4 本章小結46-47
• 4 APD 溫漂實驗研究47-65
• 4.1 實驗系統(tǒng)組成及參數(shù)47-54
• 4.1.1 連續(xù)可調光源47-48
• 4.1.2 激光器連續(xù)光調整實驗48-51
• 4.1.3 Y 型光衰減器51-53
• 4.1.4 APD 探測器53
• 4.1.5 溫度可調恒溫箱及放大電路53-54
• 4.2 實驗目的和方案54-55
• 4.3 實驗結果55-64
• 4.3.1 不同輸入光功率與輸出信號關系55-58
• 4.3.2 不同偏置電壓與輸出信號關系58-61
• 4.3.3 不同環(huán)境溫度與輸出信號關系61-63
• 4.3.4 偏壓調整實驗63-64
• 4.4 實驗分析64
• 4.5 本章小結64-65
• 5 APD 溫度控制系統(tǒng)的改進設計65-74
• 5.1 APD 溫度控制系統(tǒng)的組成65
• 5.2 溫度制冷片65-66
• 5.3 溫控電路設計66-68
• 5.4 恒溫裝置的設計68-73
• 5.4.1 恒溫裝置形狀的選擇68
• 5.4.2 絕熱材料的選擇68-69
• 5.4.3 恒溫裝置尺寸結構設計69-73
• 5.5 本章小結73-74
• 6 總結與展望74-76
• 6.1 總結74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻76-79
• 作者簡歷79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關鍵詞：基于Raman散射分布式光纖測溫系統(tǒng)中APD器件的溫漂研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：274752