本文關(guān)鍵詞：基于光纖宏彎耦合效應(yīng)的漏水檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水下航行器在水下航行時(shí)受到巨大的水壓,這就要求水下航行器具有好的耐水壓性能和密封性能。然而在設(shè)計(jì)過程中的水密性測(cè)試并不能真正模擬水下的復(fù)雜環(huán)境,因此在實(shí)際航行過程中針對(duì)航行器的結(jié)構(gòu)增加漏水測(cè)試環(huán)節(jié)以完善水密性測(cè)試是非常必要的。為了給水下設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供完整可靠的測(cè)試數(shù)據(jù),需要對(duì)漏水位置及漏水狀態(tài)提供精確的報(bào)道。目前,水下設(shè)備的漏水檢測(cè)裝置尚未見諸報(bào)道,因而需要自主研發(fā)具有針對(duì)性的漏水傳感器。本文根據(jù)項(xiàng)目所提出的技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案,詳細(xì)介紹了漏水檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理。系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)思想,完成了系統(tǒng)漏水傳感單元、微弱信號(hào)采集單元、尋址定位單元以及其他功能模塊單元的設(shè)計(jì)�？紤]到水下的復(fù)雜環(huán)境,并結(jié)合目前國內(nèi)外漏水檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,設(shè)計(jì)了基于光纖宏彎耦合效應(yīng)漏水檢測(cè)原理的光纖雙絞宏彎型漏水傳感器;尋址定位單元利用主機(jī)板內(nèi)的主控芯片F(xiàn)PGA下發(fā)循環(huán)遞增地址碼,并結(jié)合尋址定位電路,控制256個(gè)傳感頭依次循環(huán)的工作;針對(duì)所提出的漏水傳感器,設(shè)計(jì)了微弱光信號(hào)采集模塊,根據(jù)此模塊所輸出的結(jié)果,以獲得當(dāng)前工作的傳感頭位置的漏水狀態(tài)及漏水位置。最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)256個(gè)步長為50mm位置的漏水狀態(tài)檢測(cè),總計(jì)測(cè)量長度達(dá)到12.8m,漏水定位精度為±5mm。最后,對(duì)所設(shè)計(jì)的漏水檢測(cè)系統(tǒng)的傳感頭及系統(tǒng)整體進(jìn)行功能測(cè)試。結(jié)果表明,本設(shè)計(jì)性能穩(wěn)定,能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。
【關(guān)鍵詞】：光纖傳感器 宏彎耦合 漏水檢測(cè) FPGA AD采集
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U674.941
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 漏水傳感器研究背景及意義9-10
• 1.2 漏水傳感器研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)10-15
• 1.2.1 漏水檢測(cè)方法10-14
• 1.2.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)14-15
• 1.3 本文主要工作15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 2 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)分析17-23
• 2.1 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)及要求17
• 2.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)17-19
• 2.3 關(guān)鍵技術(shù)分析19-22
• 2.3.1 高精度的漏水傳感單元的設(shè)計(jì)19-20
• 2.3.2 高精度微弱信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)20-21
• 2.3.3 尋址定位技術(shù)21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 3 光纖宏彎耦合效應(yīng)漏水檢測(cè)原理及傳感頭設(shè)計(jì)23-33
• 3.1 光纖宏彎耦合效應(yīng)漏水檢測(cè)原理及敏感頭設(shè)計(jì)23-27
• 3.1.1 光纖宏彎耦合效應(yīng)漏水檢測(cè)原理23-25
• 3.1.2 光纖雙絞宏彎型漏水探頭25-27
• 3.2 傳感頭電路設(shè)計(jì)27-32
• 3.2.1 光源的選擇27-28
• 3.2.2 光電二極管的選擇28-29
• 3.2.3 尋址定位部分電路設(shè)計(jì)29-30
• 3.2.4 放大電路的設(shè)計(jì)30-32
• 3.3 系統(tǒng)防水及抗壓性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 4 主機(jī)板硬件電路及邏輯設(shè)計(jì)33-43
• 4.1 A/D采集34-38
• 4.1.1 A/D轉(zhuǎn)換器的選型34-35
• 4.1.2 電壓跟隨電路設(shè)計(jì)35
• 4.1.3 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)35-36
• 4.1.4 采集控制模塊設(shè)計(jì)36-38
• 4.2 主控單元設(shè)計(jì)38-40
• 4.2.1 FPGA的選型38
• 4.2.2 FPGA配置電路設(shè)計(jì)38
• 4.2.3 FPGA邏輯設(shè)計(jì)38-40
• 4.3 422總線模塊40-41
• 4.4 系統(tǒng)供電電路設(shè)計(jì)41-42
• 4.5 本章小結(jié)42-43
• 5 光纖漏水檢測(cè)系統(tǒng)噪聲分析及功能測(cè)試43-52
• 5.1 系統(tǒng)各模塊噪聲分析43-47
• 5.1.1 光源噪聲分析43
• 5.1.2 光電二極管噪聲分析43-44
• 5.1.3 前置放大電路噪聲分析44-47
• 5.2 系統(tǒng)基本功能測(cè)試47-51
• 5.2.1 傳感頭電路測(cè)試47-48
• 5.2.2 光纖漏水定位系統(tǒng)信號(hào)采集分析48-51
• 5.3 本章小結(jié)51-52
• 6 總結(jié)與展望52-53
• 6.1 論文工作總結(jié)52
• 6.2 展望52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及所取得的研究成果57-58
• 致謝58-59

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