光纖熒光測溫儀關鍵技術研究
發(fā)布時間:2020-12-29 13:31
光纖熒光測溫儀是一種基于熒光材料的光致發(fā)光現象的溫度測量設備,相對于傳統(tǒng)熱電偶式測量方法,具有抗電磁干擾、抗腐蝕、耐高溫高壓等優(yōu)勢,能夠在更加惡劣的外界環(huán)境下實現溫度的實時檢測,具有廣闊的應用前景。論文中首先介紹了光纖熒光測溫技術的國內外發(fā)展現狀,闡述了相對于其他溫度測量方式光纖熒光測溫技術所具有的獨特優(yōu)勢,以及本文的研究目的。并通過介紹光纖熒光測溫儀的工作機理,分析了影響溫度測量的關鍵因素,為光纖熒光測溫儀的設計建立了理論基礎。然后對光纖熒光測溫儀進行了整體的設計,包括了光路、電路、軟件、結構以及算法等內容。為驗證整體方案的可行性,設計了溫度測量的對比實驗,由實際的數據對整體方案進行分析研究。最后就所設計內容進行了總結和展望,提出了后續(xù)的改進方向和思路。本文以實際的工程項目為基礎,對光纖熒光測溫儀的關鍵技術進行了深入的研究和探討,主要研究了以下關鍵技術:(1)光機結構的關鍵技術包括:采用單光纖同時實現光源信號和熒光信號的傳遞,減小光纖熒光測溫儀的體積和熒光損失;采用多個濾光片實現激勵光和熒光的篩選;采用高溫熔融技術實現光纖熒光探頭的密封。(2)解調電路的關鍵技術包括:采用矩形波信號和...
【文章來源】:中國運載火箭技術研究院北京市
【文章頁數】:78 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
油浸式變壓器結構示意圖
圖 1. 2 高壓開關機柜Fig1. 3 High voltage switchgear cabinet,光纖熒光測溫技術還可應用于煤炭、石油等礦產鉆探中和工業(yè)、天然氣)存儲等需要對溫度長時間嚴格監(jiān)控的場合。的及意義溫度測量技術的研究從誕生至今已經持續(xù)了很多年,但隨著新的領域的不斷擴展,對傳感器的性能要求提高,還有很大的發(fā)展空越的新材料不斷涌現,新的特性的敏感材料為我們提供了新的選臨新的理念。作為一個很有發(fā)展前途的技術,光纖熒光溫度傳感是很廣泛,尤其在一些特殊行業(yè)的應用上,如醫(yī)療、高壓電氣設備空航天上在線溫度檢測上。因此建立全面系統(tǒng)的光纖熒光溫度檢用化技術,對提高我國這方面的科學儀器的水平具有重要的意義在依據熒光余輝現象設計一種小型化的光纖熒光測溫儀,實
圖 3. 1 本系統(tǒng)總體結構設計示意圖Fig3. 1 Schematic diagram of the overall structure design of the system如圖 3.1 為本系統(tǒng)的總體結構設計圖,主要分為光路與電路兩大部分。其中光了光信號的產生及傳遞。電路部分實現了光信號向電信號的轉換、電信號的解調的通信等功能。.1 光路部分光路涉及到以下器件:光纖、熒光光纖探頭、光路結構、光電探測器、光源、、透鏡等。(1)光纖:其中光纖作為光信號的傳輸通道連接主體結構件和熒光光纖探頭,光源發(fā)出的激勵光和熒光光纖探頭受激勵產生的熒光余輝信號。(2)熒光光纖探頭:熒光光纖探頭的主要材料為熒光粉末與光學黏膠的混合物材料產生的余輝的壽命隨著溫度變化而變化。其產生的光信號被用來測量熒光余命。(3)光路結構:光路結構主要由結構件及透鏡、濾光片和結構件組成。光路實
【參考文獻】:
期刊論文
[1]光纖傳感技術發(fā)展分析及趨勢預測[J]. 閆志學. 工程技術研究. 2017(10)
[2]熒光光纖溫度傳感器在微波消解儀中的應用[J]. 何展強,羅健明. 計測技術. 2017(S1)
[3]一種新的去除遙感影像混合噪聲組合濾波方法[J]. 朱建軍,周靖鴻,周璀,樊東昊. 武漢大學學報(信息科學版). 2017(03)
[4]基于光纖測溫系統(tǒng)的礦井采空區(qū)“三帶”研究[J]. 程根銀,唐晶晶,曹健,牛振磊,周逸飛. 中國煤炭. 2016(12)
[5]一種特高壓直流電壓測量裝置內部溫度的測量方法[J]. 馮建華,王珊,雷鵬. 高壓電器. 2016(07)
[6]一種用于光纖陀螺降噪的魯棒平滑濾波算法[J]. 肖文健,馬東璽,陳志斌,劉先紅,肖程. 紅外與激光工程. 2016(06)
[7]低成本的光纖熒光溫度傳感器[J]. 徐鈺山,黎敏. 傳感器世界. 2012(11)
[8]基于單片機的礦井下實時溫度測量及無線數據傳輸[J]. 朱翔. 科技視界. 2012(29)
[9]灰度圖像加權有向平滑濾波算法[J]. 楊吉宏,胡順波,張民,薛凌燕. 計算機工程與設計. 2010(01)
[10]高精度光纖熒光測溫法的穩(wěn)定性研究[J]. 賈丹平,林樂樂,苑瑋琦,林應文. 計量學報. 2008(02)
博士論文
[1]高溫礦井溫度場演化規(guī)律與降溫技術研究[D]. 張立新.遼寧工程技術大學 2014
[2]基于光纖傳感技術的油浸式電力變壓器狀態(tài)多參量在線檢測研究[D]. 陳霄.山東大學 2012
[3]Li+增強稀土離子熒光現象及機制研究[D]. 白云峰.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[4]測溫式光纖電流互感器的研究[D]. 賈丹平.沈陽工業(yè)大學 2008
碩士論文
[1]基于熒光強度的光纖測溫系統(tǒng)[D]. 索毅.浙江大學 2017
[2]銪摻雜鎂鋁酸鋇的熱敏熒光特性研究[D]. 顏林.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]基于熒光光纖測溫的開關柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 王光偉.南京理工大學 2013
[4]變壓器繞組溫度分布光纖光柵在線監(jiān)測及影響因素研究[D]. 奚紅娟.重慶大學 2012
[5]高精度熒光光纖溫度傳感器及其應用技術研究[D]. 劉蘭書.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2011
[6]基于熒光機理的溫度測量技術的研究[D]. 薄曉旭.燕山大學 2011
[7]變壓器內部溫度光纖傳感監(jiān)測及繞組熱點溫度計算改進方法[D]. 劉軍.重慶大學 2009
[8]寧夏大壩發(fā)電廠變壓器內部溫度光纖光柵監(jiān)測技術應用研究[D]. 張銳.重慶大學 2008
[9]基于光纖光柵溫度傳感的變壓器內部溫度監(jiān)測原理及方法研究[D]. 趙濤.重慶大學 2008
[10]熒光光纖溫度傳感器的研究[D]. 王冬生.燕山大學 2006
本文編號:2945725
【文章來源】:中國運載火箭技術研究院北京市
【文章頁數】:78 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
油浸式變壓器結構示意圖
圖 1. 2 高壓開關機柜Fig1. 3 High voltage switchgear cabinet,光纖熒光測溫技術還可應用于煤炭、石油等礦產鉆探中和工業(yè)、天然氣)存儲等需要對溫度長時間嚴格監(jiān)控的場合。的及意義溫度測量技術的研究從誕生至今已經持續(xù)了很多年,但隨著新的領域的不斷擴展,對傳感器的性能要求提高,還有很大的發(fā)展空越的新材料不斷涌現,新的特性的敏感材料為我們提供了新的選臨新的理念。作為一個很有發(fā)展前途的技術,光纖熒光溫度傳感是很廣泛,尤其在一些特殊行業(yè)的應用上,如醫(yī)療、高壓電氣設備空航天上在線溫度檢測上。因此建立全面系統(tǒng)的光纖熒光溫度檢用化技術,對提高我國這方面的科學儀器的水平具有重要的意義在依據熒光余輝現象設計一種小型化的光纖熒光測溫儀,實
圖 3. 1 本系統(tǒng)總體結構設計示意圖Fig3. 1 Schematic diagram of the overall structure design of the system如圖 3.1 為本系統(tǒng)的總體結構設計圖,主要分為光路與電路兩大部分。其中光了光信號的產生及傳遞。電路部分實現了光信號向電信號的轉換、電信號的解調的通信等功能。.1 光路部分光路涉及到以下器件:光纖、熒光光纖探頭、光路結構、光電探測器、光源、、透鏡等。(1)光纖:其中光纖作為光信號的傳輸通道連接主體結構件和熒光光纖探頭,光源發(fā)出的激勵光和熒光光纖探頭受激勵產生的熒光余輝信號。(2)熒光光纖探頭:熒光光纖探頭的主要材料為熒光粉末與光學黏膠的混合物材料產生的余輝的壽命隨著溫度變化而變化。其產生的光信號被用來測量熒光余命。(3)光路結構:光路結構主要由結構件及透鏡、濾光片和結構件組成。光路實
【參考文獻】:
期刊論文
[1]光纖傳感技術發(fā)展分析及趨勢預測[J]. 閆志學. 工程技術研究. 2017(10)
[2]熒光光纖溫度傳感器在微波消解儀中的應用[J]. 何展強,羅健明. 計測技術. 2017(S1)
[3]一種新的去除遙感影像混合噪聲組合濾波方法[J]. 朱建軍,周靖鴻,周璀,樊東昊. 武漢大學學報(信息科學版). 2017(03)
[4]基于光纖測溫系統(tǒng)的礦井采空區(qū)“三帶”研究[J]. 程根銀,唐晶晶,曹健,牛振磊,周逸飛. 中國煤炭. 2016(12)
[5]一種特高壓直流電壓測量裝置內部溫度的測量方法[J]. 馮建華,王珊,雷鵬. 高壓電器. 2016(07)
[6]一種用于光纖陀螺降噪的魯棒平滑濾波算法[J]. 肖文健,馬東璽,陳志斌,劉先紅,肖程. 紅外與激光工程. 2016(06)
[7]低成本的光纖熒光溫度傳感器[J]. 徐鈺山,黎敏. 傳感器世界. 2012(11)
[8]基于單片機的礦井下實時溫度測量及無線數據傳輸[J]. 朱翔. 科技視界. 2012(29)
[9]灰度圖像加權有向平滑濾波算法[J]. 楊吉宏,胡順波,張民,薛凌燕. 計算機工程與設計. 2010(01)
[10]高精度光纖熒光測溫法的穩(wěn)定性研究[J]. 賈丹平,林樂樂,苑瑋琦,林應文. 計量學報. 2008(02)
博士論文
[1]高溫礦井溫度場演化規(guī)律與降溫技術研究[D]. 張立新.遼寧工程技術大學 2014
[2]基于光纖傳感技術的油浸式電力變壓器狀態(tài)多參量在線檢測研究[D]. 陳霄.山東大學 2012
[3]Li+增強稀土離子熒光現象及機制研究[D]. 白云峰.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[4]測溫式光纖電流互感器的研究[D]. 賈丹平.沈陽工業(yè)大學 2008
碩士論文
[1]基于熒光強度的光纖測溫系統(tǒng)[D]. 索毅.浙江大學 2017
[2]銪摻雜鎂鋁酸鋇的熱敏熒光特性研究[D]. 顏林.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]基于熒光光纖測溫的開關柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 王光偉.南京理工大學 2013
[4]變壓器繞組溫度分布光纖光柵在線監(jiān)測及影響因素研究[D]. 奚紅娟.重慶大學 2012
[5]高精度熒光光纖溫度傳感器及其應用技術研究[D]. 劉蘭書.中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所) 2011
[6]基于熒光機理的溫度測量技術的研究[D]. 薄曉旭.燕山大學 2011
[7]變壓器內部溫度光纖傳感監(jiān)測及繞組熱點溫度計算改進方法[D]. 劉軍.重慶大學 2009
[8]寧夏大壩發(fā)電廠變壓器內部溫度光纖光柵監(jiān)測技術應用研究[D]. 張銳.重慶大學 2008
[9]基于光纖光柵溫度傳感的變壓器內部溫度監(jiān)測原理及方法研究[D]. 趙濤.重慶大學 2008
[10]熒光光纖溫度傳感器的研究[D]. 王冬生.燕山大學 2006
本文編號:2945725
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