本文關(guān)鍵詞：分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的研制與校準(zhǔn)研究

  更多相關(guān)文章： 拉曼 分布式 光纖 測(cè)溫 實(shí)時(shí)校準(zhǔn) 遞推式累加平均

【摘要】：近年來(lái),隨著光纖技術(shù)和弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展,分布式光纖測(cè)溫技術(shù)憑借著優(yōu)良的系統(tǒng)性能逐漸成為測(cè)溫領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)是在近幾年中逐漸流行起來(lái)的分布式火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng),在分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)中,光纖即作為傳輸介質(zhì)傳輸光信號(hào),也作為傳感介質(zhì)檢測(cè)光信號(hào)的參量變化。分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)分布式測(cè)溫,具有抗電磁干擾、適合易燃易爆等惡劣環(huán)境的優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)在高壓電纜、油井、大壩、公路隧道等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)拉曼分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)做了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)拉曼背向散射理論完成了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并根據(jù)分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)傳感信號(hào)的特點(diǎn),采用累加平均算法和小波算法對(duì)系統(tǒng)中混雜的高斯白噪聲進(jìn)行處理和分析,并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。論文研究?jī)?nèi)容主要如下：1.在分布式光纖測(cè)溫原理及解調(diào)方法的基礎(chǔ)上,確定了分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)方案,并根據(jù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)方案提出一種分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的方法；根據(jù)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案,進(jìn)行了系統(tǒng)模塊的選型與分析；根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)行了系統(tǒng)控制模塊的設(shè)計(jì)和分析。2.分析了拉曼溫度傳感信號(hào)的特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析了提高系統(tǒng)信噪比的方法,包括遞推式累加平均算法去噪、小波變換去噪；對(duì)數(shù)據(jù)處理過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,并分析了各種算法對(duì)信噪比的改善效果。3.搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)溫度校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn),針對(duì)前文提出的油槽模塊和去噪算法對(duì)系統(tǒng)的性能改進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)證分析,并利用三次樣條誤差曲線擬合法對(duì)溫度曲線進(jìn)行擬合修正。
【關(guān)鍵詞】：拉曼 分布式 光纖 測(cè)溫 實(shí)時(shí)校準(zhǔn) 遞推式累加平均
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH811
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 選題背景及研究意義11-12
• 1.2 典型的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)12-15
• 1.2.1 基于瑞利散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)13
• 1.2.2 基于布里淵散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)13-14
• 1.2.3 基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)14-15
• 1.3 基于拉曼散射的分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的研制19-39
• 2.1 引言19
• 2.2 分布式光纖測(cè)溫原理及解調(diào)方法19-23
• 2.2.1 光時(shí)域反射技術(shù)原理19-20
• 2.2.2 拉曼散射的量子理論20-21
• 2.2.3 拉曼散射的溫度信號(hào)解調(diào)方法21-22
• 2.2.4 拉曼散射的溫度定標(biāo)22-23
• 2.3 分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)及校準(zhǔn)原理23-25
• 2.3.1 分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-24
• 2.3.2 分布式光纖測(cè)溫校準(zhǔn)原理24-25
• 2.4 系統(tǒng)模塊選型25-31
• 2.4.1 脈沖光源25-26
• 2.4.2 WDM波分復(fù)用器26-28
• 2.4.3 光電探測(cè)器28
• 2.4.4 高速數(shù)據(jù)采集卡28-29
• 2.4.5 標(biāo)定油槽29-31
• 2.5 控制模塊研制31-36
• 2.5.1 單片機(jī)控制模塊32-34
• 2.5.2 通訊轉(zhuǎn)換模塊34-35
• 2.5.3 電壓轉(zhuǎn)換模塊35-36
• 2.6 分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)搭建36
• 2.7 本章小結(jié)36-39
• 第三章 分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的信號(hào)處理分析39-49
• 3.1 引言39
• 3.2 分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)傳感信號(hào)的特點(diǎn)39-40
• 3.3 遞推式累加平均去噪40-44
• 3.3.1 常用的線性累加平均去噪原理40-42
• 3.3.2 遞推式累加平均去噪原理42-43
• 3.3.3 平均次數(shù)效果對(duì)比43-44
• 3.4 小波變換去噪44-48
• 3.4.1 小波變換去噪原理44-45
• 3.4.2 小波變換模極大值法去噪45-46
• 3.4.3 小波變換模極大值法濾波結(jié)果及分析46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的溫度校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)分析49-65
• 4.1 引言49
• 4.2 系統(tǒng)改進(jìn)性能分析49-57
• 4.2.1 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建49-51
• 4.2.2 油槽模塊對(duì)系統(tǒng)性能的改進(jìn)分析51-53
• 4.2.3 去噪算法對(duì)系統(tǒng)性能改進(jìn)分析53-57
• 4.3 三次樣條曲線擬合57-61
• 4.4 分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析61-63
• 4.5 本章小結(jié)63-65
• 第五章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 總結(jié)65
• 5.2 展望65-67
• 致謝67-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 附錄A75

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