光纤温度传感器的

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1、«传感器原理与应用»课程设计《传感器原理与应用》课程设计（2008级）项目名称光纤温度传感器的设计小组成员李翔200803011015李斌200803011016王搏200803011008指导教师罗武胜鲁琴机电工程与自动化学院《测控技术与仪器》专业第34页«传感器原理与应用»课程设计第34页«传感器原理与应用»课程设计目录摘要iiiAbstractv第1章绪论11.1引言11.2光纤传感器及其分类11.3光纤传感器的基本原理11.3.1光强调制型21.3.2相位调制型31.3.3偏振态调制型31.4光纤传感器的特点4第2章光纤温度传感的理论基础52.1光纤温度传感器简介5

2、2.2分布式拉曼散射62.3拉曼散射原理62.3.1拉曼散射的基本原理62.3.2自发拉曼散射72.3.3受激拉曼散射92.4本章小结10第3章光纤测温系统的组成113.1光纤测温系统的硬件总体结构113.1.1系统的结构及作用过程113.1.2光纤测温系统的理论分析123.1.3温度数据的得到方法133.2光纤温度传感系统的主要技术指标的影响因素143.2.2温度分辨率153.2.3空间分辨率163.2.4精度测量173.2.5测量时间183.2.6传感用光纤长度的影响183.3硬件各部分的具体实现193.3.1激光器和光纤193.3.2分光器193.3.3光电转换电路1

3、93.3.4数据采集模块223.3.5电脑233.4软件的实现233.4.1Delphi简介233.4.2测温系统软件部分243.4.3显示子模块273.5整体调试283.5.1系统调试和标定283.5.2系统稳定性分析303.6本章小结30第34页«传感器原理与应用»课程设计第4章光纤温度传感器的应用314.1光纤温度传感器在电力设备中的应用314.2影响系统稳定性的问题研究334.3系统误差分析334.4本章小结33结论34参考文献35第34页«传感器原理与应用»课程设计摘要分布式光纤温度传感器则是重要的利用光纤进行测量的温度传感器。其原理是基于光纤中的后向散射现象和光

4、时域反射的理论，使它能够在整条光纤的长度上，以距离为主要的连续函数的形式来测量光纤上各点温度值。本文从理论到实际应用，在以下四个方面进行了研究和试验：首先，论述了分布式光纤温度传感器目前在国内外研究的状况。立足于国内外现有的元器件和制造工艺，通过对多种可行技术方案的比较、分析，在光纤光栅传感器以及各种分布式传感器中，确定了基于自发拉曼散射中斯托克斯与反斯托克斯光强做对比的方式，来进行光纤温度检测的方案。其次，通过对实际中的反斯托克斯光和物理温度相关的特性进行分析，并结合光时域反射技术，确定了由自发拉曼散射和受激拉曼散射产生的定量描述，为本系统中的分布式的光纤温度传感器的合理

5、应用做出了理论依据。再次，设计了系统硬件的总体结构。考虑到拉曼散射信号光功率、环境温度、亮电流与暗电流以及热噪声等多种因素，并结合工作稳定性、温度灵敏度、系统信噪比等几个方面的综合要求，对系统中各个部件的型号确定下来，使各个部分更好的衔接起来。最后，设计了系统软件，能实现温度的检测和一些系统的设置，并结合现场测量实际要求，完成了测量中一些问题的分析和解决，达到了良好的使用效果。关键词：光纤传感器；分布式；测温；拉曼散射；系统硬件；系统软件第34页«传感器原理与应用»课程设计AbstractDistributedopticfibertemperaturesensorisimp

6、ortanttouselighttomeasurethetemperaturesensors．Theprincipleisbasedonopticalfiberinthebackwardscatteringphenomenaandthetheoryofopticaltimedomainreflectmeter，itcanintheentirelengthtothedistanceastheprimaryformofcontinuousfunctiontomeasurethefibertemperatureatvariouspoints．Thearticleresearche

7、sandtestsinthefollowingfouraspectsfromtheorytopracticalapplication：First，itdemonstratesthecurrentresearchesondistributedopticalfibertemperaturesensorathomeandabroad．Thisresearchisbasedontheexistingdomesticandforeigncomponentsandmanufacturingprocesses．Throughav