基于布里淵散射效應的分布式光纖測溫系統(tǒng)研究
發(fā)布時間：2021-07-22 04:30
溫度測量涉及國民經(jīng)濟社會的諸多方面,意義重大。隨著發(fā)展,對溫度測量的要求不斷提高。傳統(tǒng)的電子傳感器由于固有的點式測量和電學設計特征,導致其不可避免地存在測量有盲區(qū)和易受電磁干擾等缺點,嚴重限制了溫度測量技術(shù)的發(fā)展。近年來光纖傳感技術(shù)興起,為溫度測量提供了新的方案。光纖傳感技術(shù)具有長距離、分布式、抗電磁干擾、本質(zhì)安全以及壽命長等諸多優(yōu)點,非常適用于樓宇火災預警、輸電線路工作及安全狀態(tài)監(jiān)測、油氣管線故障檢測以及礦井安全監(jiān)測等工程應用場景。在光纖傳感技術(shù)中,可用于溫度測量的主要有基于光纖布拉格光柵（Fiber Bragg gating,FBG）的溫度檢測技術(shù)、基于布里淵散射效應（Brillouin scattering effect）的溫度檢測技術(shù)和基于拉曼散射效應（Raman scattering effect）的溫度檢測技術(shù)。其中,基于布里淵散射效應的溫度檢測技術(shù)既可通過常規(guī)單模光纖實現(xiàn)分布式、長距離的溫度檢測,又由于布里淵散射效應對應變也敏感,使該技術(shù)存在同時檢測溫度和應變的特點,而BOTDR系統(tǒng)具有適于工程應用的單端接入特征,因此本文主要研究基于BOTDR的分布式光纖測溫系統(tǒng)。首先,...
【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：91 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
光纖光柵的工作原理
圖 1-2 光纖光柵傳感器的典型結(jié)構(gòu)Fig.1-2 Typical Structure of FBG sensor年，張錦龍等將 Sagnac 干涉解調(diào)法引入 FBG 傳感系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度0.03 ℃[32]。同年，Busch 等在制備藍寶石光柵時引入掃描光束法長的特性，實現(xiàn)了 1 ℃的測溫精度，測溫范圍為 20~ 1745 ℃，2010 年，Mihailov 等通過對黑體輻射引入的噪聲等級和藍寶石波長進行檢測，實現(xiàn)了溫度和應變在超高溫達 1500 ℃環(huán)境下的年，劉琨等對 F-P 濾波器的驅(qū)動電壓與透射波長之間的非線性關(guān)行描述，使波長的隨即誤差得到有效降低，并利用引入?yún)⒖脊鈻艝诺牟ㄩL定位誤差，使系統(tǒng)的解調(diào)精度得到提高[35]。2011 年，法，使光纖光柵傳感器的性能得到提升，其中，溫度測量范圍達到圍達到 0~2000 με，待測信號與相位變化的線性度達到 0.998[36]。采用雙光束干涉法，通過對干涉光束夾角進行調(diào)整，在單根光纖
太原理工大學碩士研究生學位論文R）技術(shù)[39]。為 ROTDR 分布式光纖溫度傳感器的結(jié)構(gòu)圖。耦合器的一端注入光纖，產(chǎn)生的后向散射光經(jīng)纖波分復用器將拉曼斯托克斯光和拉曼反斯托行光電轉(zhuǎn)換之后執(zhí)行高速數(shù)模轉(zhuǎn)換和累計平均理，實現(xiàn)傳感光纖沿程溫度的分布式測量。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高消光比脈沖光調(diào)制提升BOTDR系統(tǒng)性能研究[J]. 薛博,白清,張瑜,張明江,王東,王宇,靳寶全. 電子測量與儀器學報. 2018(11)
[2]超高層建筑消防技術(shù)發(fā)展與研究重點綜述[J]. 邱倉虎,劉文利,張向陽,肖澤南. 建筑科學. 2018(09)
[3]用于動態(tài)應變測量的快速分布式布里淵光纖傳感[J]. 周登望,王本章,巴德欣,徐金龍,徐鵬柏,姜桃飛,張東昱,李惠,董永康. 光學學報. 2018(03)
[4]基于SOA脈沖調(diào)制的BOTDR應變檢測系統(tǒng)[J]. 張瑜,王東,白清,李哲哲,王宇,靳寶全. 傳感技術(shù)學報. 2017(12)
[5]面向結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的壓電傳感器綜述[J]. 薛子凡,邢志國,王海斗,李國祿,劉喆. 材料導報. 2017(17)
[6]建筑電氣火災預警系統(tǒng)的綜述研究[J]. 魏立明,楊坤,陳妍希. 吉林建筑大學學報. 2017(03)
[7]光纖傳感器在局部放電檢測中的研究進展綜述[J]. 郭少朋,韓立,徐魯寧,高瑩瑩. 電工電能新技術(shù). 2016(03)
[8]燃氣管道泄漏引發(fā)的溫度變化研究[J]. 王智勇,緱俊,郭勇,吳陽,邱琪. 電子科技大學學報. 2015(02)
[9]基于多模光纖的分布式喇曼測溫系統(tǒng)[J]. 朱海鵬,金鐘燮. 光子學報. 2015(01)
[10]布里淵光時域反射系統(tǒng)中布里淵散射信號的前向和后向拉曼放大研究[J]. 畢衛(wèi)紅,楊希鵬,李敬陽,付興虎,付廣偉. 中國激光. 2014(12)
碩士論文
[1]分布式光纖拉曼溫度傳感系統(tǒng)及其應用研究[D]. 劉磊.吉林大學 2014
[2]輸電線路導線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)設計[D]. 王高益.華北電力大學 2013
本文編號：3296440
【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：91 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
光纖光柵的工作原理
圖 1-2 光纖光柵傳感器的典型結(jié)構(gòu)Fig.1-2 Typical Structure of FBG sensor年，張錦龍等將 Sagnac 干涉解調(diào)法引入 FBG 傳感系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度0.03 ℃[32]。同年，Busch 等在制備藍寶石光柵時引入掃描光束法長的特性，實現(xiàn)了 1 ℃的測溫精度，測溫范圍為 20~ 1745 ℃，2010 年，Mihailov 等通過對黑體輻射引入的噪聲等級和藍寶石波長進行檢測，實現(xiàn)了溫度和應變在超高溫達 1500 ℃環(huán)境下的年，劉琨等對 F-P 濾波器的驅(qū)動電壓與透射波長之間的非線性關(guān)行描述，使波長的隨即誤差得到有效降低，并利用引入?yún)⒖脊鈻艝诺牟ㄩL定位誤差，使系統(tǒng)的解調(diào)精度得到提高[35]。2011 年，法，使光纖光柵傳感器的性能得到提升，其中，溫度測量范圍達到圍達到 0~2000 με，待測信號與相位變化的線性度達到 0.998[36]。采用雙光束干涉法，通過對干涉光束夾角進行調(diào)整，在單根光纖
太原理工大學碩士研究生學位論文R）技術(shù)[39]。為 ROTDR 分布式光纖溫度傳感器的結(jié)構(gòu)圖。耦合器的一端注入光纖，產(chǎn)生的后向散射光經(jīng)纖波分復用器將拉曼斯托克斯光和拉曼反斯托行光電轉(zhuǎn)換之后執(zhí)行高速數(shù)模轉(zhuǎn)換和累計平均理，實現(xiàn)傳感光纖沿程溫度的分布式測量。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高消光比脈沖光調(diào)制提升BOTDR系統(tǒng)性能研究[J]. 薛博,白清,張瑜,張明江,王東,王宇,靳寶全. 電子測量與儀器學報. 2018(11)
[2]超高層建筑消防技術(shù)發(fā)展與研究重點綜述[J]. 邱倉虎,劉文利,張向陽,肖澤南. 建筑科學. 2018(09)
[3]用于動態(tài)應變測量的快速分布式布里淵光纖傳感[J]. 周登望,王本章,巴德欣,徐金龍,徐鵬柏,姜桃飛,張東昱,李惠,董永康. 光學學報. 2018(03)
[4]基于SOA脈沖調(diào)制的BOTDR應變檢測系統(tǒng)[J]. 張瑜,王東,白清,李哲哲,王宇,靳寶全. 傳感技術(shù)學報. 2017(12)
[5]面向結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的壓電傳感器綜述[J]. 薛子凡,邢志國,王海斗,李國祿,劉喆. 材料導報. 2017(17)
[6]建筑電氣火災預警系統(tǒng)的綜述研究[J]. 魏立明,楊坤,陳妍希. 吉林建筑大學學報. 2017(03)
[7]光纖傳感器在局部放電檢測中的研究進展綜述[J]. 郭少朋,韓立,徐魯寧,高瑩瑩. 電工電能新技術(shù). 2016(03)
[8]燃氣管道泄漏引發(fā)的溫度變化研究[J]. 王智勇,緱俊,郭勇,吳陽,邱琪. 電子科技大學學報. 2015(02)
[9]基于多模光纖的分布式喇曼測溫系統(tǒng)[J]. 朱海鵬,金鐘燮. 光子學報. 2015(01)
[10]布里淵光時域反射系統(tǒng)中布里淵散射信號的前向和后向拉曼放大研究[J]. 畢衛(wèi)紅,楊希鵬,李敬陽,付興虎,付廣偉. 中國激光. 2014(12)
碩士論文
[1]分布式光纖拉曼溫度傳感系統(tǒng)及其應用研究[D]. 劉磊.吉林大學 2014
[2]輸電線路導線溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)設計[D]. 王高益.華北電力大學 2013
本文編號：3296440
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/yiqiyibiao/3296440.html
