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分布式光纤温度传感器的温度测量与信号处理方法及实现

分布式光纤温度传感器利用一根光纤为温度信息的传感和传导介质 ,可以测量沿光纤长度上的温度变化。这种传感器的信号处理是将探测器输出信号尽可能地去除噪声和干扰 ,得到准确快速的  (本文共3页) 阅读全文>>

燕山大学
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分布式光纤温度传感器信号处理的研究

分布式光纤温度传感器及其信号处理技术是近年来随着电子、通信与信息系统、光电技术、光纤传感器技术和自动控制领域的飞速发展而逐步形成和发展起来的多学科综合应用技术。分布式光纤传感系统可以在一根光纤上同时监测多点的温度(或者应力等其他物理量),并利用光时域反射技术对温度场进行空间定位。它广泛应用于工业过程的监控,煤矿、隧道、油库的火灾报警、大型堤坝的渗水、漏水监视等许多领域。目前这项技术已成为光纤传感器技术中最具前途的技术之一。分布式光纤温度传感器信号处理的研究是比较重要的,因为所探测到的含有温度信息的拉曼后向散射光十分微弱,甚至完全淹没在噪声中。对消除拉曼后向散射光噪声的信号处理水平直接关系到整个系统的性能指标,因此必须采用微弱信号检测技术。本文对拉曼分布式光纤温度传感器信号处理进行了全面的研究,分析了拉曼分布式光纤温度传感器性能指标,并重点分析了温度分辨率及其改进的方法。根据传统单脉冲拉曼分布式光纤温度传感器脉冲宽度的增加能够提高...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
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分布式光纤温度传感器信号处理系统的研究与设计

分布式光纤传感技术于70年代末被提出。近几十年中,产生了一系列分布式光纤传感的机理和测量系统,并在多个领域得以应用。目前这项技术已成为光纤传感器技术中最具前途的技术之一。分布式光纤温度测量系统能在整条光纤的长度上,以距离的连续函数形式给出被测温度随光纤长度方向的变化信息。分布式光纤温度传感器中的光纤既是传输媒体又是传感媒体,且它还具有抗电磁干扰、防燃、尺寸小、对被测温度场的影响小等其它传感器无法比拟的优点。分布式光纤温度传感器所探测到的含有温度信息的Raman后向散射光十分微弱,甚至完全淹没在噪声中。对Stokes和Anti-Stokes后向散射光的消除噪声的水平直接关系到整个系统的测温精度,因此必须采用微弱信号检测技术。本文对分布式光纤温度传感器进行了全面的研究,主要工作如下:(1)本文对光纤中的Raman散射进行了较为全面的理论分析,并对传感光纤中的散射光信号进行了分析,这对传感器信号处理系统的设计具有重要的指导性意义。(2...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
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分布式光纤温度传感器的设计和优化

分布式光纤传感技术于20世纪70年代末被提出。近几十年来,研究了不同机理的分布式温度测量系统,并在多个领域得以逐步应用。目前这项技术已成为光纤传感器技术中最具前途的技术之一。分布式光纤温度测量系统能在整条光纤的长度上,以距离的连续函数形式传感出被测温度随光纤长度方向的变化。分布式光纤温度传感器中的光纤既是传输介质又是传感介质,它还具有抗电磁干扰、防燃、尺寸小、对被测温度场的影响小等其它传感器无法比拟的优点。分布式光纤温度传感器所探测到的含有温度信息的喇曼后向散射光十分微弱,甚至完全淹没在噪声中。对反斯托克斯和斯托克斯后向散射光的消除噪声的水平直接关系到整个系统的测温精度,因此必须采用微弱信号检测技术。本文对分布式光纤温度传感器进行了较全面的理论分析与实验研究,主要工作如下:(1)对光纤喇曼散射进行分析,研究喇曼散射与光纤所处环境温度的关系,进一步确定实际应用中反斯托克斯光与温度的关系,对分布式光纤温度传感系统的设计具有重要的指导...  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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分布式拉曼光纤温度传感器系统及温度分辨率提高的研究

分布式光纤温度传感器由于能在整条光纤的长度上给出被测温度变化信息,具有抗电磁干扰、尺寸小、对被测温度场影响小等优点,在工业、科学研究、军事等方面有广泛应用而一直是国内外研究的热点。本文在对各种分布式温度传感器进行比较分析的基础上,确定了所采用的基于拉曼散射的光纤温度传感方案。本文研究分析了分布式拉曼光纤温度传感器的工作原理,设计了分布式拉曼光纤温度传感器系统结构,分配了各部分的技术指标。 本文对光纤中的 Raman 散射进行了较为全面的理论分析,并对传感光纤中的散射光信号进行了分析,分布式拉曼光纤温度传感器所探测到的含有温度信息的 Raman后向散射光十分微弱,甚至完全淹没在噪声中了。本文对分布式拉曼光纤温度传感器温度解调方法进行详细地分析比较,提出了采用Anti-Stokes Raman 与瑞利背向散射比的新的解调方法和定标方法;而Rayleigh和Anti-Stokes 后向散射光的消除噪声的水平直接关系到整个系统的测温精度...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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拉曼分布式光纤温度传感器及其空间分辨率研究

分布式光纤温度传感技术是近年来传感测量领域的热门课题之一,本文研究的课题属于光纤传感测量领域。在许多特定的环境场合下,要求同时监测大量位置甚至是沿着长距离位置连续变化的温度量,此时传统的点式温度传感器无法有效地实现传感测量,而分布式光纤温度传感技术则恰好提供了可行的新手段。本文在分析和研究拉曼分布式光纤温度传感器测量原理的基础上,以系统的主要技术指标要求和信号光功率的大小为基准,完成了拉曼分布式光纤温度传感器系统的结构设计,并在此基础上成功地开发出了一套实验系统,从而顺利地完成了现阶段的温度传感实验任务。在该系统中,通过采用新的温度信号解调方法,使系统的信噪比获得提高的同时,还提高了系统的测温灵敏度。系统的主要技术指标是进行系统结构设计的基准,本文在对系统主要技术指标深入分析的基础上,得出了系统结构设计上必须注意的问题及解决方案。空间分辨率描述了传感系统分布式测量的程度,好的分布式光纤传感器必然要求高的空间分辨率。而高空间分辨率...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>