本文關鍵詞：分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的設計及優(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)中的信息檢測和傳輸介質-光纖則具有電絕緣性,并且具有質量小、耐腐蝕,安裝和維護難度小,可以實現(xiàn)長距離實時在線溫度監(jiān)測的優(yōu)點,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構和公司的廣泛關注,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,該系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用于煤礦安全生產(chǎn)、石油運輸?shù)忍厥鈭鏊�。為溫度監(jiān)測領域開辟了新的研究方向,具有很好的市場應用前景。本文首先介紹了國內(nèi)外分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,指出國內(nèi)研究分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的主要切入點并介紹了拉曼散射的理論基礎和光時域反射技術的原理,分析了溫度標定的方法和溫度解調的方法。論文討論了系統(tǒng)的性能指標,并針對分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的光信號發(fā)生模塊、光電檢測電路以及信號轉換和采集單元進行設計,針對激光器設計溫度控制電路保證激光器發(fā)出的信號的穩(wěn)定性,有效地防止了非線性失真的發(fā)生。對于系統(tǒng)的空間分辨率、溫度分辨率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出改進的方法,在第五章對小波分析進行詳細的分析,介紹小波信號處理的原理和變換的基本思想,進而提出小波分析參數(shù)的選擇,利用其特點對非平穩(wěn)信號進行濾除噪聲處理。論文分別采用不同參數(shù)進行MATLAB小波去噪仿真,通過仿真結果證明小波信號處理有效地濾除了信號中的噪聲,改善了系統(tǒng)的信噪比。
【關鍵詞】：拉曼散射 光纖 溫度解調 信噪比 小波分析
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-16
• 1.1 引言12
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3 研究目的以及意義14
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容14
• 1.5 本章小結14-16
• 2 分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的理論基礎16-24
• 2.1 拉曼散射16-18
• 2.1.1 拉曼散射原理16-17
• 2.1.2 拉曼散射測溫原理17-18
• 2.2 光時域反射技術18-20
• 2.3 拉曼散射溫度解調20-22
• 2.3.1 反斯托克斯背向散射解調方法20
• 2.3.2 反斯托克斯和斯托克斯背向散射比的解調法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方法22
• 2.4 溫度定標22-23
• 2.5 本章小結23-24
• 3 分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)總體設計24-44
• 3.1 系統(tǒng)主要技術指標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 時間分辨率28
• 3.2 分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)設計28-41
• 3.2.1 分布式光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)結構28-29
• 3.2.2 激光器驅動電路29-32
• 3.2.3 溫度控制電路設計32-35
• 3.2.4 信號采集單元設計35-41
• 3.3 數(shù)據(jù)采集以及信號處理電路設計41-43
• 3.4 小結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 小波信號處理49-50
• 5 小波信號處理50-64
• 5.1 小波信號處理原理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信號仿真57-63
• 5.4 本章小結63-64
• 6 總結與展望64-66
• 6.1 總結64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-72
• 作者簡介72

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1 ;首屆地質工程光電傳感監(jiān)測國際專題討論會(一號通知) 主題:分布式光纖監(jiān)測技術及相關應用[J];防災減災工程學報;2005年03期

2 李有根;;分布式光纖監(jiān)測技術的應用[J];四川水力發(fā)電;2010年04期

3 陳立軍;李海波;吳謙;石美;;分布式光纖測溫技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];化工自動化及儀表;2010年12期

4 于海鷹;李琪;索琳;袁曉寧;魏謙;;分布式光纖測溫技術性能分析[J];山東建筑大學學報;2013年02期

5 趙慧玲;李卉;趙佳;;分布式光纖在發(fā)電廠內(nèi)的應用[J];內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟;2014年03期

6 李川,張以謨,劉鐵根,丁勝,陳希明;可用于建筑結構檢測的分布式光纖形變片[J];光子學報;2001年10期

7 常勝,李偉良;分布式光纖溫度傳感檢測技術及其應用[J];廣東電力;2002年04期

8 江毅,Christopher K.Y.Leung;分布式光纖裂縫傳感器[J];壓電與聲光;2004年01期

9 嚴曉龍;趙慶平;;淺談分布式光纖火災報警系統(tǒng)及其應用[J];消防科學與技術;2006年06期

10 王少力;朱萍玉;陸潔;張子才;;基于分布式光纖傳感的形變探測管試驗研究[J];光纖與電纜及其應用技術;2010年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張在宣;王劍鋒;郭寧;余向東;吳孝彪;馮海琪;InsooS.KIM;Yohee KIM;;分布式光纖拉曼溫度傳感器與光纖拉曼放大器[A];全國第十次光纖通信暨第十一屆集成光學學術會議（OFCIO’2001）論文集[C];2001年

2 魏德榮;趙花城;秦一濤;張弘;;分布式光纖監(jiān)測技術在我國的發(fā)展[A];2004年全國碾壓混凝土壩筑壩技術交流會論文集[C];2004年

3 張在宣;;分布式光纖傳感網(wǎng)絡技術的進展——新的檢測方法與技術[A];面向21世紀的科技進步與社會經(jīng)濟發(fā)展（下冊）[C];1999年

4 杭利軍;何存富;吳斌;;新型分布式光纖聲學傳感技術研究[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

5 魏德榮;趙花城;秦一濤;張弘;;分布式光纖監(jiān)測技術在中國的發(fā)展[A];紀念貴州省水力發(fā)電工程學會成立20周年論文選集[C];2005年

6 瞿榮輝;葉青;甘久林;郝蘊祺;潘政清;蔡海文;;應用于物聯(lián)網(wǎng)的分布式光纖布里淵傳感系統(tǒng)[A];全國第15次光纖通信暨第16屆集成光學學術會議論文集[C];2011年

7 肖衡林;蔡德所;;基于溫度測量的分布式光纖滲漏監(jiān)測技術機理探討[A];第二屆中國水利水電巖土力學與工程學術討論會論文集（一）[C];2008年

8 吳飛;蔡璐璐;李志全;;分布式光纖應變傳感器的研究[A];第三屆全國信息獲取與處理學術會議論文集[C];2005年

9 劉媛;孫志慧;王昌;劉統(tǒng)玉;;基于拉曼散射的分布式光纖傳感系統(tǒng)研究及應用[A];中國光學學會2010年光學大會論文集[C];2010年

10 蔡順德;蔡德所;何薪基;張存吉;丁濤;;分布式光纖監(jiān)測三峽工程大塊體混凝土水化熱過程分析[A];第十二屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅲ冊[C];2003年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 魏奕雄;與光電共舞[N];樂山日報;2006年

2 本報記者 曹石巖;北洋集團：戰(zhàn)略轉型 創(chuàng)新發(fā)展[N];威海日報;2011年

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1 王宗良;分布式光纖拉曼溫度傳感系統(tǒng)信號處理及性能提升[D];山東大學;2015年

2 許海燕;分布式光纖振動傳感器及其定位技術研究[D];復旦大學;2011年

3 孫琪真;分布式光纖傳感與信息處理技術的研究及應用[D];華中科技大學;2008年

4 史彥新;分布式光纖應變監(jiān)測系統(tǒng)研究[D];中國地質大學（北京）;2010年

5 周琰;分布式光纖管道安全檢測技術研究[D];天津大學;2006年

6 曲志剛;分布式光纖油氣長輸管道泄漏檢測及預警技術研究[D];天津大學;2007年

7 何俊;分布式光纖傳感系統(tǒng)關鍵技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

8 侯培國;分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)的理論與實驗研究[D];燕山大學;2003年

9 張悅;基于拉曼散射的分布式光纖火災預警方法、技術研究及實現(xiàn)[D];中北大學;2011年

10 鄒建;分布式光纖溫度測量系統(tǒng)關鍵技術研究[D];重慶大學;2005年

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1 王寬;宏彎損耗的分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)與邊坡應用研究[D];昆明理工大學;2015年

2 楊振;分布式光纖安防檢測系統(tǒng)的信號識別方法研究[D];大連海事大學;2015年

3 陳棟;分布式光纖傳感網(wǎng)絡的定位算法與系統(tǒng)設計[D];大連海事大學;2015年

4 韓雙連;基于分布式光纖傳感的爐底在線溫度監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計[D];山東大學;2015年

5 羅沙;分布式光纖拉曼測溫系統(tǒng)解調方法及可靠性研究[D];山東大學;2015年

6 張寶祥;多種受力狀態(tài)下結構分布式光纖傳感應變傳遞及裂紋監(jiān)測[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

7 閆曉東;基于分布式光纖傳感器的遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D];電子科技大學;2014年

8 崔安彬;長距離分布式光纖傳感系統(tǒng)的嵌入式平臺設計[D];電子科技大學;2014年

9 張逍;管道在位狀態(tài)分布式光纖監(jiān)測方法研究[D];大連理工大學;2015年

10 黎進;基于新型放大/接收技術的長距離分布式光纖傳感[D];電子科技大學;2015年

，

本文編號：896717