导读:本文包含了分布式光纤光栅传感系统论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:准分布式,甲烷检测,一元线性回归分析法,高斯牛顿迭代法
分布式光纤光栅传感系统论文文献综述
汪梦瑶[1]（2019）在《基于光时域反射的准分布式光纤光栅甲烷传感系统的关键技术研究》一文中研究指出在我国工业化进程中,光纤气体检测传感是工业安全工作中极为重要的课题。其中,煤矿行业是我国工业发展非常重要的行业,因此用于煤矿的光纤甲烷气体传感器的研究更是重中之重,对我国安全监测工作具有非常重要的意义。目前,市面上的光纤甲烷气体传感器大多是结构复杂,体积笨重,价格昂贵且不能实现分布式测量,很难集成到系统应用在工业安全中。因此,研究出一种易集成、结构简单、高精度的准分布式甲烷气体传感器具有非常重要的实际意义。本文所讲述的准分布式光纤甲烷传感系统是以光时域反射原理和时分复用技术结合在一起的准分布式光纤甲烷传感系统。该系统通过时分复用技术用一条光纤串联多组气室与啁啾光栅作为系统的传感模块,经光环形器将从传感模块反射回来的信号传输到系统的探测采集模块,然后采集分析返回的信号,可以测量甲烷气体的浓度,并且由于光时域反射原理,从采集的信号可以对煤矿中甲烷气体定位。除此之外,由于啁啾光栅的宽带宽特性和甲烷光谱的特性,可以通过改变温度来改变激光器输出波长,根据高斯牛顿迭代法模拟甲烷气体的吸收光谱,实现甲烷气体吸收光谱下的浓度解调,提高了系统对浓度解调的精确度。本系统结构简单,成本低廉,且能够实现高精度的准分布式甲烷检测。本文根据准分布式光纤甲烷传感系统,对甲烷浓度的解调方法和系统性能进行详细的研究,论文的内容如下:1.阐述了准分布式甲烷检测系统的基本原理。首先介绍了光谱吸收的基本理论,解释了特定气体吸收特定波长的原因,定量分析了光通过待测气体前后的比例关系,并且确定了甲烷气体吸收光谱的线强和线型函数。通过介绍时分复用技术、光时域反射原理以及啁啾光栅检测原理,提出了可以准分布式测量的时分复用系统结构。2.研究并搭建了准分布式甲烷检测系统的结构和结构中器件的选型标准,阐述了系统的工作过程。系统主要分为四个模块,光源模块、调制模块、传感模块和探测采集模块。光源模块发出的光经过调制模块调制成脉冲光,经环形器进入传感模块,从传感模块返回的信号经环形器传输到探测采集模块。3.提出了准分布式甲烷检测在单波长下和多波长下的甲烷浓度解调方法。在单一波长下,采集出的信号是与光强相对应的幅度值。将Lambert-Beer定律公式变换成浓度—光强比值取对一次函数,并根据一元线性回归分析法模拟出最佳回归系数,进而解调甲烷浓度。在多波长情况下,通过高斯牛顿迭代法模拟甲烷在1653.7nm附近的吸收光谱,将测量出的不同波长下浓度—光强比值取对点迭加在一个模拟吸收光谱上,并对该光谱进行积分和峰值运算解调出甲烷浓度。4.阐述了准分布式甲烷检测系统平台的实验环境,并在此环境下定性定量分析系统的各项性能指标,验证系统的实用性。通过检测系统光纤链路中的损耗证明系统在光路中的损耗符合应用要求;然后,通过累加平均算法去除白噪声;最后,通过重复性实验证明准分布式系统具有良好的重复性和稳定性,适合长时间监测甲烷浓度的应用场景。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-25）
王鹏致,刘春桐,李洪才,吴荣晶[2]（2016）在《一种基于LabVIEW的准分布式光纤光栅传感解调系统设计》一文中研究指出针对光纤布拉格光栅(FBG)准分布式传感解调系统进行了专门的研究。结合准分布式传感解调信息混杂、动态范围大等特点,自行搭建了FBG传感解调系统。以实验室现有的复合传感器为平台,基于Lab VIEW软件,开发出一种适用于光纤光栅准分布式传感解调的测试平台,使得承载有温度、压力、流量信息的波长变化智能区分,并通过相应计算将被测物理量实时显示。通过实验,对温度、压力、流量传感器分别进行了标定,得出相应的计算参数;通过综合实验,系统分辨出了不同物理量的波长值并直接显示被测量,实现了高精度可视化实时显示的目的,验证了系统设计的可行性与可靠性。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2016年02期）
陆建国[3]（2015）在《基于分布式光纤光栅传感温度测量系统的开发与实现》一文中研究指出电力电缆在输电线路中广泛应用,但由于电缆在工作时会因为过载等原因而发热升温,使其绝缘性能劣化,进而发展成为绝缘击穿乃至火灾,因此,对电缆温度进行在线监测具有重要意义。很多专家和学者对在线监测投入了较大的研究力度,目前,已经完成了基于分布式光纤光栅传感温度测量系统的大部分内容,相应的技术投入使用后,可在线监测获得较多的数据和信息,为电力电缆的应用提供更多的帮助。(本文来源于《通信电源技术》期刊2015年05期）
姚夕林[4]（2014）在《分布式光纤Bragg光栅传感解调系统的研究》一文中研究指出随着电子技术不断的进步发展,传感技术作为“感官”发挥着越来越重要的作用,在大型智能控制系统当中,传感器回馈的信息准确无误、稳定而不间断成为系统连续有效稳定运行的前提。在很多恶劣的检测环境下,传统的传感器在特殊检测环境下存在着稳定性不高,抗干扰能力不强等问题逐渐成为制约整个检测系统的关键,本文采用光纤光栅技术提出了一种新型光纤传感器,可大幅度提高检测数据的精度,且由于光纤传感网络检测系统稳定性高、成本较低,可适用于各种恶劣的检测环境。本文详细的介绍了光纤Bragg光栅传感器的特点以及传感系统的组成,在理论上证明了光纤Bragg光栅传感系统的可行性,介绍了光纤Bragg传感器的工作原理和特性,通过分析说明传统传感器的不足之处和面临的困境,凸显了光纤传感器优势;建立了光纤Bragg传感器的数学模型,比较分析目前应用较为广泛几种光纤解调技术,从成本、精确度、分辨率角度选择了可调谐光纤F-P(法布里-珀罗)滤波器检测法作为本系统的解调方法;设计以ARM处理器为控制核心的光纤Bragg传感网络,从光路部分、电路部分详细介绍了整个光纤传感系统元件以及电路部分的组成,系统采用μc/Dc-Ⅱ的操作系统,通过C语言和汇编语言完成程序的编程；通过对整个系统的仿真和对光纤Bragg传感系统的特性进行实验分析,最终得出温度与压力与光纤光栅的传感特性曲线。在面对各种干扰的情况下,基于光纤Bragg光栅传感网络的检测系统同时将复用编码技术和传感技术相结合并融合于一体,可以实现在待测地域及监测点的多点分布式测量,本系统同时还对环境中的例如温度、暗电流造成的噪声等变化均有较强的抗干扰能力,在很大程度上提升了系统的准确性和稳定性,确保监控系统的的连续性、可靠性及有效性,最终实现“监控预防”的目的。(本文来源于《安徽理工大学》期刊2014-06-01）
周洋[5]（2014）在《基于光纤光栅分布式传感网络的静冰压力在线监测系统研究》一文中研究指出冰的生消过程广泛存在于我国高海拔的西北、西南和淮河以北区域及包括南北极在内的许多高纬度高海拔国家和地区,此过程通常会伴随着剧烈的物理变化,并对所在区域的地质地貌、水工建筑设施、水上生产实践活动、水循环以及气候等带来严重的影响。随着科技的发展和人类活动范围的日益扩大,冰生消过程对人们生活产生的影响日益突出,由此,我们迫切需要深入了解冰的生消变化及其变化过程中伴随的冰层力学特性的变化,为我们研究气候变化、人类活动对气候的影响及人类的生产实践活动提供最直接的科学依据。近年来,世界各地研究组织都日趋重视高寒地区的冰水情研究工作。在国内,太原理工大学以秦建敏教授为主的项目组经过多年的实验研究和工程实践,研制了基于空气、冰和水电阻特性差异检测原理的冰厚传感器,并成功应用于南北极科考和黄河水文观测。但对于冰荷载对各种结构产生的冰力,我们我们需要进一步研究冰生消过程的力学强度变化,已掌握更完整的水文信息。基于以上研究背景,本文作者在国家自然科学基金项目“基于空气、冰与水物理特性差异的冰层生消过程与力学强度连续在线检测原理研究(51279122)”的资助下,提出了一种基于光纤光栅传感器的静冰压力监测系统设计方案。光纤光栅传感器是一种新型的光纤传感器,具有可靠性好、测量灵敏度高、结构简单、抗干扰及便于分布式测量等优点。本论文主要包括以下几个方面研究：(1)根据冰检测的特点及冰情检测现场恶劣的自然环境,我们对传统的光纤封装结构作出了改进,设计了具有硬质膜片的双光纤光栅封装,以减少传感器的边沿损耗、实现实时温度补偿。(2)采用波分复用技术,并结合可调谐光纤F-P滤波器的波长解调方法,设计了具有分布式网络的静冰压力监测系统。(3)根据监测系统的要求设计了硬件电路,主要包括基于光纤F-P滤波器的波长解调系统、光电信号的采集与处理电路、控制系统电路等。(4)在监测系统硬件电路的基础上进行了系统软件的设计,主要包括系统主程序、锯齿波扫描电压的发生、数据的采集、数据的存储与发送、串口通信等部分。(5)结合我们设计的传感器网络,对传感器的寻址能力、检测能力和参考光栅的温度补偿作了实验分析。(本文来源于《太原理工大学》期刊2014-05-01）
李琪[6]（2014）在《埋入式光纤光栅温度应变双参量分布式传感系统的研究》一文中研究指出课题针对建筑结构健康监测的实际需求,提出并设计研究了一种分布式光纤传感系统。目前大多数建筑为钢筋混凝土结构,设计了可埋入混凝土结构内部的光纤传感器,可同时测量温度和应变两个建筑结构参数,结构简单,实用性强。针对建筑的结构体积大、规模使用广的特点,课题采用WDM和SDM的组合复用技术设计了基于FBG的分布式传感系统,可根据实际需要确定FBG的容量和组网形式,操作性强,方便工程测量的实际应用。同时设计了一种FBG解调系统,更有利于FBG传感信号的解调和分布式传感系统的信息采集,具有较高的使用价值和准确性,且成本较低。论文首先介绍了建筑结构健康监测和光纤传感器。综述了目前国内外光纤传感器在建筑工程测量中的发展历史和应用现状,综合分析了目前分布式光纤传感系统的实现方法,主要是采用后向散射光,并应用相关技术(如OTDR和OFDR)实现分布式测量。FBG传感器的技术相对成熟和应用较为广泛,论文详尽分析了FBG的温度传感特性和应变传感特性,以及温度-应变的交叉敏感问题；提出FBG传感器实现分布式的技术方法,即采用光复用技术,主要包括WDM、TDM和SDM,并从实际工程测量出发,综合分析了FBG的几种传感复用形式；针对FBG的波长解调,论述了目前几种常见的波长解调方法,包括直接法、滤波法和干涉法,并对其进行了对比分析。论文主要对分布式光纤传感系统的各部分工作进行了具体研究。首先设计了一种可埋入的FBG传感器,采用双光栅模式不但测量了温度和应变两个物理参量而且解决了应变的温度补偿问题,使用不锈钢管和双组份环氧树脂胶对传感器进行了封装；其次提出了一种FBG波长解调方法,采用STM32单片机控制扫描式半导体激光器模块和InGaAsPIN光电探测器实现对FBG传感器的扫描检波；最后采用WDM和SDM的组合复用技术,设计了一种基于FBG的分布式传感系统,系统的稳定性高,可操作性强,方便实际工程的使用。课题对FBG解调方法进行了实验测试,其测量的准确性较高,分辨率可达lpm。对设计的FBG传感器进行了实验测试,对传感器的温度特性和应变特性进行了实验分析,并对其进行了标定,其温度和应变分辨率分别为0.1℃和0.5με。用WDM和SDM实现了基于FBG的分布式传感系统,在不同的光通道复用了多种类型的FBG传感器,实现传感网络的分布式测试,系统相对简单,操作性强,方便实用,易于实际工程测量的应用。(本文来源于《山东建筑大学》期刊2014-04-01）
陈曦,周湶,孙超,杜林,杨涛[7]（2014）在《基于分布式光纤光栅传感的温度测量系统》一文中研究指出基于拉曼散射原理设计了分布式光纤光栅测温系统。以LabVIEW为开发平台,对系统的数据采集和处理部分进行了软硬件设计。通过检测Anti-stokes光和Stokes光两者光强的比值解调出散射区的温度信息,利用软件去噪算法改善系统信噪比,提高了系统的测量精度。通过测量精度试验验证,系统精度较高,能实现光纤沿线温度的分布式测量,为分布式光纤测温技术在电缆温度在线监测中的应用提供了重要参考。(本文来源于《仪表技术与传感器》期刊2014年03期）
王亚萍,胡辽林,张卫超[8]（2013）在《分布式光纤光栅传感系统中微弱信号检测研究》一文中研究指出设计了能够检测和放大微弱信号的光电检测和处理电路,包括带差分输入和调零输出的前置放大、放大倍数可调的二级放大、低通滤波、电源转换、保护及滤波和数据采集等,并用Multisim对其进行了仿真和实验测试。仿真和实验测试结果表明,该检测电路能够检测nW级的光信号,具有优异的抗干扰性能,线性较好。(本文来源于《西安理工大学学报》期刊2013年04期）
李新海[9]（2013）在《基于DSP的分布式光纤光栅传感解调系统的研究》一文中研究指出分布式光纤光栅传感技术以其波长调制、网络复用能力强大、传感单元小巧等优点,成为了光纤传感领域的一个研究热点。分布式光纤光栅传感系统的解调方案直接影响传感系统的动态范围、检测精度等重要传感参数。在多种解调方案中,基于F-P腔的可调谐滤波法技术成熟、应用广泛,精度较高,是一种较好的解调方案。基于F-P腔的可调谐滤波法的关键,是对传感信号进行波峰检测,对数据处理端在计算精度、实时性方面提出了很高的要求。DSP技术具有较强的信息处理能力和较快的运行速度,为分布式光纤光栅传感系统的信号处理的实时性及计算精度的提高提供了一个有效的解决方案。本文针对分布式光纤光栅传感系统的需求,基于DSP开展了分布式光纤光栅传感系统的解调技术的研究工作,完成的主要工作如下：1.对分布式光纤光栅传感技术进行理论研究,分析、比较几种经典的解调方案,选择基于F-P腔的可调谐滤波法作为课题的研究重点。2.对解调方案中的波峰检测技术进行了讨论,选择FFT频谱相关算法作为实现算法,给出仿真结果,并证明了其可行性。3.基于TMS320C6416硬件开发平台,对数据传输方案利用双缓冲技术进行了改进设计；在C6416定点DSP中实现了解调算法,并结合算法和DSP的工作特点,对代码进行了优化,执行速度有了明显提高。4.对影响解调算法的若干因素进行了理论和实验分析；设计了分布式光纤光栅温度传感系统,在DSP工作环境下对解调算法进行测试,对系统的工作性能进行了深入的分析,测试结果达到了0.1℃的测量精度。(本文来源于《北京交通大学》期刊2013-03-01）
曾德兵[10]（2012）在《高速准分布式光纤光栅应变传感系统复用与解调技术研究》一文中研究指出在应变测量领域,现有光纤光栅系统的研究侧重于系统的复用能力与测量精度,而针对系统应变测量频域带宽与响应速率的研究较少,限制了光纤光栅传感系统在高速动态应变测试领域的应用。因此,本课题的研究目的是基于光纤光栅传感器设计出一套能够实现高速准分布式应变测量的传感系统,实现高速动态应变的实时监测。在分析光纤光栅传感器的应变测量原理与光纤光栅传感系统的解调与复用技术的基础上,通过在时分复用中引入波分复用的方法实现准分布式测量,并结合匹配光栅解调技术,提出一种高速准分布式光纤光栅应变传感系统复用与解调技术,并完成了系统设计。该方法不采用传统光纤光栅传感系统所使用的扫描滤波器件或信道选择器件,即可实现基于全光纤复用与解调技术的准分布式应变测量,降低准分布式光纤光栅传感系统的成本,并且大幅提升系统的响应速率与解调速率,表明准分布式光纤光栅传感系统在高速应变测量领域具有较大应用潜力。本文主要围绕系统硬件设计,完成了光路系统设计与印制电路板的设计与调试,并对整个系统进行了测试与分析。经过测试与分析,本课题设计的系统可以准确地测量出被测对象所受应变的分布与强度信息。系统对10个信道数据的处理速率为10KHz,因此系统最终可以同时检测10个信道中5KHz以内的动态应变信号,对应变的响应时间也仅为100μs。(本文来源于《西南交通大学》期刊2012-06-01）
分布式光纤光栅传感系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对光纤布拉格光栅(FBG)准分布式传感解调系统进行了专门的研究。结合准分布式传感解调信息混杂、动态范围大等特点,自行搭建了FBG传感解调系统。以实验室现有的复合传感器为平台,基于Lab VIEW软件,开发出一种适用于光纤光栅准分布式传感解调的测试平台,使得承载有温度、压力、流量信息的波长变化智能区分,并通过相应计算将被测物理量实时显示。通过实验,对温度、压力、流量传感器分别进行了标定,得出相应的计算参数;通过综合实验,系统分辨出了不同物理量的波长值并直接显示被测量,实现了高精度可视化实时显示的目的,验证了系统设计的可行性与可靠性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
分布式光纤光栅传感系统论文参考文献
[1].汪梦瑶.基于光时域反射的准分布式光纤光栅甲烷传感系统的关键技术研究[D].山东大学.2019
[2].王鹏致,刘春桐,李洪才,吴荣晶.一种基于LabVIEW的准分布式光纤光栅传感解调系统设计[J].激光与光电子学进展.2016
[3].陆建国.基于分布式光纤光栅传感温度测量系统的开发与实现[J].通信电源技术.2015
[4].姚夕林.分布式光纤Bragg光栅传感解调系统的研究[D].安徽理工大学.2014
[5].周洋.基于光纤光栅分布式传感网络的静冰压力在线监测系统研究[D].太原理工大学.2014
[6].李琪.埋入式光纤光栅温度应变双参量分布式传感系统的研究[D].山东建筑大学.2014
[7].陈曦,周湶,孙超,杜林,杨涛.基于分布式光纤光栅传感的温度测量系统[J].仪表技术与传感器.2014
[8].王亚萍,胡辽林,张卫超.分布式光纤光栅传感系统中微弱信号检测研究[J].西安理工大学学报.2013
[9].李新海.基于DSP的分布式光纤光栅传感解调系统的研究[D].北京交通大学.2013
[10].曾德兵.高速准分布式光纤光栅应变传感系统复用与解调技术研究[D].西南交通大学.2012