本文關(guān)鍵詞：分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化

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【摘要】：以往的溫度傳感器雖然發(fā)展已經(jīng)成熟,但是由于其基于電信號(hào)的原因,容易受到電磁干擾的影響,并且不耐高溫和高壓,相比較而言,系統(tǒng)中的信息檢測(cè)和傳輸介質(zhì)-光纖則具有電絕緣性,并且具有質(zhì)量小、耐腐蝕,安裝和維護(hù)難度小,可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)在線溫度監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn),因此分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的局限性。自分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)出現(xiàn)以來就受到各種科研機(jī)構(gòu)和公司的廣泛關(guān)注,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,該系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)、石油運(yùn)輸?shù)忍厥鈭?chǎng)所。為溫度監(jiān)測(cè)領(lǐng)域開辟了新的研究方向,具有很好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,指出國(guó)內(nèi)研究分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的主要切入點(diǎn)并介紹了拉曼散射的理論基礎(chǔ)和光時(shí)域反射技術(shù)的原理,分析了溫度標(biāo)定的方法和溫度解調(diào)的方法。論文討論了系統(tǒng)的性能指標(biāo),并針對(duì)分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的光信號(hào)發(fā)生模塊、光電檢測(cè)電路以及信號(hào)轉(zhuǎn)換和采集單元進(jìn)行設(shè)計(jì),針對(duì)激光器設(shè)計(jì)溫度控制電路保證激光器發(fā)出的信號(hào)的穩(wěn)定性,有效地防止了非線性失真的發(fā)生。對(duì)于系統(tǒng)的空間分辨率、溫度分辨率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出改進(jìn)的方法,在第五章對(duì)小波分析進(jìn)行詳細(xì)的分析,介紹小波信號(hào)處理的原理和變換的基本思想,進(jìn)而提出小波分析參數(shù)的選擇,利用其特點(diǎn)對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)進(jìn)行濾除噪聲處理。論文分別采用不同參數(shù)進(jìn)行MATLAB小波去噪仿真,通過仿真結(jié)果證明小波信號(hào)處理有效地濾除了信號(hào)中的噪聲,改善了系統(tǒng)的信噪比。
【關(guān)鍵詞】：拉曼散射 光纖 溫度解調(diào) 信噪比 小波分析
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-16
• 1.1 引言12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究目的以及意義14
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容14
• 1.5 本章小結(jié)14-16
• 2 分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)16-24
• 2.1 拉曼散射16-18
• 2.1.1 拉曼散射原理16-17
• 2.1.2 拉曼散射測(cè)溫原理17-18
• 2.2 光時(shí)域反射技術(shù)18-20
• 2.3 拉曼散射溫度解調(diào)20-22
• 2.3.1 反斯托克斯背向散射解調(diào)方法20
• 2.3.2 反斯托克斯和斯托克斯背向散射比的解調(diào)法20-22
• 2.3.3 反斯托克斯光與瑞利散射光背向散射比的解調(diào)方法22
• 2.4 溫度定標(biāo)22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 3 分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)24-44
• 3.1 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)24-28
• 3.1.1 溫度分辨率24-27
• 3.1.2 空間分辨率27-28
• 3.1.3 時(shí)間分辨率28
• 3.2 分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)28-41
• 3.2.1 分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)28-29
• 3.2.2 激光器驅(qū)動(dòng)電路29-32
• 3.2.3 溫度控制電路設(shè)計(jì)32-35
• 3.2.4 信號(hào)采集單元設(shè)計(jì)35-41
• 3.3 數(shù)據(jù)采集以及信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)41-43
• 3.4 小結(jié)43-44
• 4 分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的優(yōu)化44-50
• 4.1 空間分辨率的優(yōu)化44-45
• 4.1.1 壓縮光脈沖寬度44
• 4.1.2 改進(jìn)A/D采集卡44-45
• 4.1.3 采取基于新原理的分布式光纖溫度傳感器45
• 4.2 提高系統(tǒng)穩(wěn)定性45-47
• 4.3 溫度分辨率的優(yōu)化47-50
• 4.3.1 硬件方法47-48
• 4.3.2 軟件方法48-49
• 4.3.3 小波信號(hào)處理49-50
• 5 小波信號(hào)處理50-64
• 5.1 小波信號(hào)處理原理50-53
• 5.1.1 小波變換思想51-52
• 5.1.2 小波去噪原理52-53
• 5.2 小波信號(hào)處理53-57
• 5.2.1 軟閾值的選擇53-54
• 5.2.3 小波函數(shù)選擇54-57
• 5.3 MATLAB信號(hào)仿真57-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 6 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-72
• 作者簡(jiǎn)介72

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1 ;首屆地質(zhì)工程光電傳感監(jiān)測(cè)國(guó)際專題討論會(huì)(一號(hào)通知) 主題:分布式光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2005年03期

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