溫度的測量在人們的生活、生產(chǎn)、科研、工程等領(lǐng)域都至關(guān)重要,目前常用的溫度測量儀器種類繁多,實際應(yīng)用時,需要根據(jù)測溫環(huán)境和所需量程、精度等具體指標(biāo)選用基于不同原理的溫度傳感器。在電力系統(tǒng)中,由于光纖溫度傳感器具有抗電磁干擾、體積小、壽命長、耐腐蝕等優(yōu)點而受到廣泛關(guān)注。其中熒光光纖測溫技術(shù)的熒光材料選擇具有很強的靈活性,是光纖測溫領(lǐng)域的重點研究方向之一。本文描述了一個用于電力系統(tǒng)中的低成本、耐高溫?zé)晒鈴姸刃蜏囟葴y量系統(tǒng)。文章首先描述了整體光路結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)光路采用反射式測量方案,使用一根1X2多模光纖,激勵光從入射端進入,反射端與熒光材料耦合,探測端收集熒光,最終通過測量熒光的強度來測量溫度。在光纖探頭制作方面,使用紅寶石材料和陶瓷插芯等現(xiàn)有元件制作了低成本、抗高溫的光纖探頭,并通過實驗驗證紅寶石的熒光強度在30℃～130℃時,具有線性可逆的溫度響應(yīng)。在光源選取方面,實驗選擇405nm的LD作為激發(fā)光源,直接與光纖耦合并達到了理想的耦合效果。文章第二部分設(shè)計并仿真、測試了熒光探測電路。使用HB630濾波片濾除激發(fā)光,之后使用PIN型硅光電二極管探測熒光強度。借鑒了小電流的測量方案,將光電二極管... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文研究的目的和意義
    1.2 光纖熒光溫度傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 熒光發(fā)光材料的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 光纖探頭及其他方面研究現(xiàn)狀
        1.2.3 不同熒光測溫方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
2 熒光測溫系統(tǒng)的基本原理
    2.1 溫度傳感器概述
        2.1.1 電氣設(shè)備中的測溫技術(shù)
        2.1.2 光纖溫度傳感器綜述
        2.1.3 溫度傳感系統(tǒng)的性能指標(biāo)
    2.2 熒光材料受激發(fā)光
        2.2.1 發(fā)光現(xiàn)象
        2.2.2 熒光概述
        2.2.3 光致發(fā)光
        2.2.4 熒光壽命和量子效率
    2.3 基于熒光的測溫方法
        2.3.1 基于熒光強度的測溫方法
        2.3.2 基于熒光強度比的測溫方法
        2.3.3 基于熒光壽命的測溫方法
    2.4 本章小結(jié)
3 熒光光纖測溫系統(tǒng)的設(shè)計與制作
    3.1 熒光光纖測溫系統(tǒng)的總體方案
    3.2 熒光測溫系統(tǒng)光路設(shè)計與制作
        3.2.1 熒光材料及其熒光特性
        3.2.2 激勵光源的選擇及光源與光纖的耦合
        3.2.3 光纖傳感探測單元的設(shè)計
        3.2.4 濾波光路
        3.2.5 光電二極管與熒光探測
        3.2.6 小結(jié)
    3.3 熒光測溫系統(tǒng)電路設(shè)計與制作
        3.3.1 熒光測溫方法總結(jié)分析
        3.3.2 熒光強度檢測方法的初步實驗
        3.3.3 放大電路的設(shè)計
        3.3.4 熒光強度檢測方法的測量結(jié)果
        3.3.5 小結(jié)
    3.4 熒光測溫系統(tǒng)的信號采集與交互軟件
        3.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架
        3.4.2 單片機多通道采樣
        3.4.3 使用LabVIEW與單片機通信
        3.4.4 熒光強度測溫系統(tǒng)性能分析
        3.4.5 小結(jié)
    3.5 本章小結(jié)
4 總結(jié)與展望
參考文獻
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于熒光強度比值法可用于現(xiàn)場測量的低成本聚合物光纖溫度傳感器（英文）[J]. 杜新超,賀正權(quán),林霄,周利斌,胡寶文,羅寶科,郭小藝,孔德鵬,任立勇,李育林.  光子學(xué)報. 2015(04)
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[6]淺析msp430與51單片機的特點[J]. 葛亦斌,羅維,盛蒙蒙,邱燁.  科技傳播. 2009(03)
[7]國內(nèi)高壓帶電設(shè)備測溫方式綜述及分析[J]. 金振東,許箴,金峰,袁昌進.  電力設(shè)備. 2007(12)
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碩士論文
[1]熒光壽命型光纖溫度傳感器的性能與實驗研究[D]. 徐鈺山.武漢理工大學(xué) 2013
[2]高精度熒光光纖溫度傳感器及其應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 劉蘭書.中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所) 2011
[3]熒光光纖溫度傳感器[D]. 張楊.哈爾濱工程大學(xué) 2005



本文編號：3178866