電力變壓器絕緣油的檢測(cè)與分析是變壓器故障診斷的有效手段,目前采用的變壓器絕緣油檢測(cè)技術(shù)主要是利用氣相色譜法,這種傳統(tǒng)的檢測(cè)分析方法不僅存在操作復(fù)雜的缺點(diǎn),而且不適合在線檢測(cè),難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器的故障隱患。因此,研究新的變壓器絕緣油的檢測(cè)分析方法對(duì)保障供電安全具有重要的意義。太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)是近十幾年發(fā)展的一項(xiàng)新的檢測(cè)分析技術(shù),利用該技術(shù)檢測(cè)分析變壓器的絕緣油尚未有先例,是一種具有挑戰(zhàn)性的嘗試。本文將采用寬頻太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)變壓器絕緣油進(jìn)行分析研究,將為變壓器故障的檢測(cè)分析提供新的手段。本文主要的研究?jī)?nèi)容包括:（1）研究分析了太赫茲時(shí)域光譜信號(hào)的噪聲問(wèn)題。為了降低太赫茲時(shí)域光譜信號(hào)的噪聲,本文從硬件和軟件兩個(gè)方面開(kāi)展了研究。硬件方面,本文分析了太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)中鎖相放大器時(shí)間常數(shù)對(duì)噪聲的影響;軟件方面,本文研究了兩種降噪濾波方法:一種是雙邊濾波算法,另一種是小波變換算法。前者用于太赫茲信號(hào)白噪聲的初步濾波處理,后者由于太赫茲信號(hào)離散精細(xì)濾波處理。在研究分析傳統(tǒng)的雙邊濾波、基于離散余弦變換的雙邊濾波、基于法向修正的雙邊濾波和自適應(yīng)雙邊濾波算法的基礎(chǔ)上,提出了基于主... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

論文組織結(jié)構(gòu)與章節(jié)安排Figure1-1Organizationandchaptersdistributionofthedissertation

博士學(xué)位論文82太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)2TerahertzTime-DomainSpectroscopyTechnology2.1太赫茲技術(shù)原理（FundamentalTheoryofTerahertzTechnology）太赫茲光譜指的是0.1～10THz的電磁輻射波。頻率方面，太赫茲波是存在于毫米波和紅外線之間；能量方面，太赫茲光波位于電子和光子之間。作為電磁輻射波的一種，太赫茲光是在電磁波譜上波長(zhǎng)介于紅外電磁波與微波之間的電磁波，波長(zhǎng)大于30um小于3mm，屬于在宏觀電子學(xué)過(guò)渡至微觀光子學(xué)的期間。圖2-1對(duì)太赫茲對(duì)應(yīng)的電磁波譜進(jìn)行了展示�？紤]到以前探測(cè)技術(shù)不夠靈敏、輻射源不夠有效，長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)都未對(duì)太赫茲波段展開(kāi)深入探究[67]。從近二十年來(lái)看，半導(dǎo)體器件以及光電技術(shù)取得了較快的發(fā)展，探究太赫茲技術(shù)也有了較為成熟的條件，更為有效的輻射源也應(yīng)運(yùn)而生，在此基礎(chǔ)上研發(fā)了太赫茲光譜系統(tǒng)，并開(kāi)始了大量的應(yīng)用研究，特別是太赫茲圖像與太赫茲時(shí)域光譜這兩種技術(shù)[68],[69],[70],[71],[72],[73]�？紤]到太赫茲光譜涵蓋了非常多的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物理以及化學(xué)信息，所以在材料分析[74],[75][76]、生物醫(yī)藥的檢測(cè)[74],[75][76],[77],[78],[79],[80],[81]、石油化工的分析[82]等諸多領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。圖2-1電磁波譜及太赫茲頻段示意圖Figure2-1Theschematicdiagramofelectromagneticandterahertzspectrum2.1.1太赫茲波的產(chǎn)生太赫茲波是通過(guò)大功率激光激發(fā)輻射源使得光子躍遷而產(chǎn)生。在太赫茲光波產(chǎn)生的過(guò)程中，太赫茲輻射源占據(jù)著核心地位，對(duì)于發(fā)展太赫茲技術(shù)來(lái)說(shuō)是非常關(guān)鍵的，太赫茲時(shí)域光譜的各大技術(shù)指標(biāo)便是取決于此。自上世紀(jì)末，隨著半導(dǎo)體材料的更新迭代以及輻射源的挖掘，太赫茲技術(shù)也得到迅猛發(fā)展。目前，國(guó)、

2太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)9內(nèi)外研究對(duì)于太赫茲產(chǎn)生方法主要設(shè)計(jì)分為兩種：一種是光電導(dǎo)天線法，另外一種是光整流法。(1)光電導(dǎo)天線法產(chǎn)生太赫茲太赫茲輻射的產(chǎn)生是通過(guò)由光導(dǎo)發(fā)射器組成的一小塊半導(dǎo)體晶體，通常選用砷化鎵（GaAs）或者磷化銦（InP）。晶體的兩個(gè)平面金屬電極形成天線，能夠支撐大電場(chǎng)在其表面發(fā)生光電效應(yīng)（見(jiàn)圖2-2）。當(dāng)100fs的超快光脈沖(通常從鈦藍(lán)寶石激光器發(fā)出的波長(zhǎng)為800nm)集中在電極之間時(shí)，產(chǎn)生電子空穴對(duì)形式的載流子，這些載流子發(fā)生瞬變過(guò)程中，向外界輻射出小于500fs的太赫茲脈沖。圖2-2光電導(dǎo)天線法示意圖Figure2-2Theschematicdiagramofphotoconductiveantenna對(duì)于太赫茲脈沖而言，利用電流涌流模型也就是（2-1）能夠計(jì)算得到其輻射強(qiáng)度。一旦光電導(dǎo)天線被飛秒激光所照射，輻射ET-in就會(huì)隨之而產(chǎn)生，強(qiáng)度和光電流J(t)與這一天線所用材質(zhì)的介電常數(shù)有著密切的聯(lián)系，如（2-2）所示。T-in()=1+√()(2-1)()()()()bT-inb11JtEEE=++=++(2-2)其中表示的是空氣的波阻抗，表示的是光電導(dǎo)天線電導(dǎo)率，Eb表示的是天線兩端偏置電壓，表示的是光電導(dǎo)天線的相對(duì)介電常數(shù)。太赫茲輻射的遠(yuǎn)場(chǎng)模型可以描述如下：far_field()=402()(2-3)其中A表示的是光電導(dǎo)天線被飛秒激光照射時(shí)所對(duì)應(yīng)的截面積，r表示的是天線與觀測(cè)點(diǎn)之間的間距，c表示的是光速。那么對(duì)Drude-Lorentz模型天線電導(dǎo)率而言，可用下式來(lái)表示其時(shí)域特性：()=(0)∫1√(22)∞(2-4)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3442829