【摘 要】
：
随着我国工业生产水平快速地提高,智能化进程不断地推进,传统的电子传感器由于其点式测量和电学原理的局限性,已经无法满足许多大型工业设施和基础建设的温度检测的需要。光纤传感技术凭借其测量距离长、可分布式测量、本质安全等诸多优点,非常适合上述场景的温度检测。因此本文内容主要围绕基于受激布里渊效应的光纤传感温度测量系统设计来展开,主要内容有以下几个方面:（1）本文对目前主要的几种光纤传感系统进行了比较分析
论文部分内容阅读
随着我国工业生产水平快速地提高,智能化进程不断地推进,传统的电子传感器由于其点式测量和电学原理的局限性,已经无法满足许多大型工业设施和基础建设的温度检测的需要。光纤传感技术凭借其测量距离长、可分布式测量、本质安全等诸多优点,非常适合上述场景的温度检测。因此本文内容主要围绕基于受激布里渊效应的光纤传感温度测量系统设计来展开,主要内容有以下几个方面:（1）本文对目前主要的几种光纤传感系统进行了比较分析,确立了基于受激布里渊效应的光纤传感温度测量系统的研究方向,分析了光纤中受激布里渊散射（SBS）效应,推导了SBS效应中的耦合波方程,研究了BOTDA系统的传感原理和基本结构。根据光纤中的布里渊频移受温度所影响,推导了二者之间的线性函数关系。对BOTDA测温系统的结构进行了设计,分析了系统中关键器件的选型过程。（2）对BOTDA系统的信号处理过程进行了讨论。为了提高系统精度,对布里渊增益谱的拟合过程进行了分析。针对测温过程中各种噪声的产生,提出了叠加平均降噪和小波降噪了两种方式,并进行了实验,实验结果表明以上两种降噪方式有着显著的效果,能够很好的提高系统信噪比。（3）基于前文理论分析的基础上,搭建了基于BOTDA的光纤温度测量系统,对系统测温结果进行了分析,结果显示,系统在传感光纤约51km的情况下,空间分辨率为3m,测温精度为±0.55℃的良好性能。最后对泵浦脉冲光宽度和峰值功率对系统的性能的影响进行了实验,实验得出了脉冲宽度的减小会提高系统空间分辨率,降低系统精度,脉冲峰值功率在一定程度的增加会提升系统测量精度的结论。
其他文献
环境问题一直是国家及群众较为关切的问题,特别是近些年来,各种环境问题爆发,更是使得人们意识到环境问题已然是不可小觑。而在各种环境问题中,水环境是人民生活不可或缺的一部分,但水污染事件却常有发生,严重的甚至会影响到人民的吃水问题。特别是对于突发性的水环境污染情况,往往会在短时间造成极为恶劣的影响。如果在环境问题发生时,就能第一时间掌握水污染的各种情况,将有利于环保部门及时对水污染进行治理。故基于此问
光纤激光器具有体积小、噪声低、耦合效率高、灵敏度高、光谱线宽极窄等诸多优点,被广泛应用于光纤通信、光纤传感及相干激光雷达等许多领域。近年来,光纤传感技术发展迅速,相位敏感光时域反射仪（Phase sensitive Optical Time Domain Reflectometer,Φ-OTDR）作为一种典型的光纤传感系统,具有实时监测沿光纤链路振动事件的独特优势,所以成为当前研究热点。其中光纤激
混沌激光因其所具备的高带宽、类噪声及不可预测等特性已在混沌保密通信、高速物理随机数产生及高精度抗干扰雷达等领域显示出其重要的研究和应用价值。然而传统带间半导体激光器受限于弛豫振荡特性,在外部扰动下产生的混沌信号往往带宽较小,不能满足当下高速物理随机数产生、高速保密通信的要求;同时,对于光反馈结构的混沌半导体激光器因为外腔模式的作用引入时延信息特征信息,从而降低混沌系统的安全性。目前已有的增强混沌带
随着科学技术的不断发展,数字图像处理在各个领域中的地位越来越重要,在诸如交通监控、日常消防、航天航空以及车辆导航等领域都有着极其重要的应用。而图像的边缘包含了图像非常重要的信息,是图像最基本的特征;实现图像的边缘提取,是对图像进行特征检测、目标识别、目标跟踪等后续复杂算法处理的必要前提。因此,如何准确、快速、高效的提取图像边缘,在数字图像处理领域显得尤为重要。传统的边缘检测算法通常通过软件实现,软
骨骼是人体最坚硬的组织,主要起着支撑身体、保护内脏、参与代谢的作用,还是人体运动系统的一部分。在骨骼治疗手术中,人体骨骼之间良好的压力控制对骨折等相关骨骼疾病的正常恢复起着不可或缺的作用,但在国内外骨骼间压力检测研究方面,对于骨骼间压力的检测主要依据医师的临床经验,或者借助传感设备进行定性的评估,这就存在一定的不确定性,无法达到精准测量和量化骨间压力的目的,容易造成病人的断骨愈合速度慢、病情加重等
单像素成像作为一种新型成像方式,在图像信息采集与成像方式上,区别于传统的阵列式成像。它通过投影一系列的基底照明图案,采集目标物体的空间信息,并由单像素探测器采集反射光强,最终重建目标物体图像。单像素成像灵敏度高,因此在显微成像、透过散射介质成像等对灵敏度要求较高的成像场合备受关注;尤其是在红外等阵列传感器不成熟的成像波段,单像素探测器的制作难度与成本更低;此外,采用单像素成像还有利于成像系统的简化
介电材料作为重要的电子材料,在不同领域有着广泛地应用。测量介电材料的介电谱、阻抗谱、伏安特性等宏观特性,是研究介电材料的微观结构以及其微观组成部分相互作用的重要手段,对介电材料在不同领域的应用有着重要的意义。然而,目前有关介电材料特性测量系统设计主要依赖于以测量仪器为主的硬件系统,测量功能单一且固定,操作繁琐,无法满足介电材料多变的测量需求。为了提高系统测量效率以及可扩展性,本研究基于虚拟仪器以软
单像素成像技术作为一种新颖的计算成像方法,可以通过探测目标反射或者透射光进行成像。该技术具有系统简单、成本低廉、利于集成化、能够实现宽谱成像等优点,在光学成像领域迅速获得关注并被逐步发展。单像素成像技术的核心是使用单像素探测器获取不同的基底图案和目标物体之间的相关强度（即待测物体的二维图像与基底图案的内积）,再根据相应的算法来恢复图像。然而,无空间分辨率的单点光电探测器无法一次探测直接获取待测物体
随着基础科学与工程技术的进步,计算成像技术获得了快速的发展,在各个领域获得广泛的应用。单像素成像技术作为一种新型的计算成像技术,不同于传统的具有成千上万像素的阵列式相机成像技术,其仅采用了单个像素的探测器就能拍摄得到一幅二维图像,这使得单像素成像技术具备低成本和可集成度高的特点。此外单像素探测器还具有高检测灵敏度、宽光谱响应率、精确的时间分辨率等一系列优点,因此单像素成像技术在各个领域得到了广泛的