光纤荧光测温仪关键技术研究
发布时间：2020-12-29 13:31
光纤荧光测温仪是一种基于荧光材料的光致发光现象的温度测量设备,相对于传统热电偶式测量方法,具有抗电磁干扰、抗腐蚀、耐高温高压等优势,能够在更加恶劣的外界环境下实现温度的实时检测,具有广阔的应用前景。论文中首先介绍了光纤荧光测温技术的国内外发展现状,阐述了相对于其他温度测量方式光纤荧光测温技术所具有的独特优势,以及本文的研究目的。并通过介绍光纤荧光测温仪的工作机理,分析了影响温度测量的关键因素,为光纤荧光测温仪的设计建立了理论基础。然后对光纤荧光测温仪进行了整体的设计,包括了光路、电路、软件、结构以及算法等内容。为验证整体方案的可行性,设计了温度测量的对比实验,由实际的数据对整体方案进行分析研究。最后就所设计内容进行了总结和展望,提出了后续的改进方向和思路。本文以实际的工程项目为基础,对光纤荧光测温仪的关键技术进行了深入的研究和探讨,主要研究了以下关键技术:(1)光机结构的关键技术包括:采用单光纤同时实现光源信号和荧光信号的传递,减小光纤荧光测温仪的体积和荧光损失;采用多个滤光片实现激励光和荧光的筛选;采用高温熔融技术实现光纤荧光探头的密封。(2)解调电路的关键技术包括:采用矩形波信号和...
【文章来源】：中国运载火箭技术研究院北京市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
油浸式变压器结构示意图
图 1. 2 高压开关机柜Fig1. 3 High voltage switchgear cabinet，光纤荧光测温技术还可应用于煤炭、石油等矿产钻探中和工业、天然气）存储等需要对温度长时间严格监控的场合。的及意义温度测量技术的研究从诞生至今已经持续了很多年，但随着新的领域的不断扩展，对传感器的性能要求提高，还有很大的发展空越的新材料不断涌现，新的特性的敏感材料为我们提供了新的选临新的理念。作为一个很有发展前途的技术，光纤荧光温度传感是很广泛，尤其在一些特殊行业的应用上，如医疗、高压电气设备空航天上在线温度检测上。因此建立全面系统的光纤荧光温度检用化技术，对提高我国这方面的科学仪器的水平具有重要的意义在依据荧光余辉现象设计一种小型化的光纤荧光测温仪，实
图 3. 1 本系统总体结构设计示意图Fig3. 1 Schematic diagram of the overall structure design of the system如图 3.1 为本系统的总体结构设计图，主要分为光路与电路两大部分。其中光了光信号的产生及传递。电路部分实现了光信号向电信号的转换、电信号的解调的通信等功能。.1 光路部分光路涉及到以下器件：光纤、荧光光纤探头、光路结构、光电探测器、光源、、透镜等。（1）光纤：其中光纤作为光信号的传输通道连接主体结构件和荧光光纤探头，光源发出的激励光和荧光光纤探头受激励产生的荧光余辉信号。（2）荧光光纤探头：荧光光纤探头的主要材料为荧光粉末与光学黏胶的混合物材料产生的余辉的寿命随着温度变化而变化。其产生的光信号被用来测量荧光余命。（3）光路结构：光路结构主要由结构件及透镜、滤光片和结构件组成。光路实
【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤传感技术发展分析及趋势预测[J]. 闫志学. 工程技术研究. 2017(10)
[2]荧光光纤温度传感器在微波消解仪中的应用[J]. 何展强,罗健明. 计测技术. 2017(S1)
[3]一种新的去除遥感影像混合噪声组合滤波方法[J]. 朱建军,周靖鸿,周璀,樊东昊. 武汉大学学报(信息科学版). 2017(03)
[4]基于光纤测温系统的矿井采空区“三带”研究[J]. 程根银,唐晶晶,曹健,牛振磊,周逸飞. 中国煤炭. 2016(12)
[5]一种特高压直流电压测量装置内部温度的测量方法[J]. 冯建华,王珊,雷鹏. 高压电器. 2016(07)
[6]一种用于光纤陀螺降噪的鲁棒平滑滤波算法[J]. 肖文健,马东玺,陈志斌,刘先红,肖程. 红外与激光工程. 2016(06)
[7]低成本的光纤荧光温度传感器[J]. 徐钰山,黎敏. 传感器世界. 2012(11)
[8]基于单片机的矿井下实时温度测量及无线数据传输[J]. 朱翔. 科技视界. 2012(29)
[9]灰度图像加权有向平滑滤波算法[J]. 杨吉宏,胡顺波,张民,薛凌燕. 计算机工程与设计. 2010(01)
[10]高精度光纤荧光测温法的稳定性研究[J]. 贾丹平,林乐乐,苑玮琦,林应文. 计量学报. 2008(02)
博士论文
[1]高温矿井温度场演化规律与降温技术研究[D]. 张立新.辽宁工程技术大学 2014
[2]基于光纤传感技术的油浸式电力变压器状态多参量在线检测研究[D]. 陈霄.山东大学 2012
[3]Li+增强稀土离子荧光现象及机制研究[D]. 白云峰.哈尔滨工业大学 2009
[4]测温式光纤电流互感器的研究[D]. 贾丹平.沈阳工业大学 2008
硕士论文
[1]基于荧光强度的光纤测温系统[D]. 索毅.浙江大学 2017
[2]铕掺杂镁铝酸钡的热敏荧光特性研究[D]. 颜林.哈尔滨工业大学 2014
[3]基于荧光光纤测温的开关柜温度在线监测系统研究[D]. 王光伟.南京理工大学 2013
[4]变压器绕组温度分布光纤光栅在线监测及影响因素研究[D]. 奚红娟.重庆大学 2012
[5]高精度荧光光纤温度传感器及其应用技术研究[D]. 刘兰书.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
[6]基于荧光机理的温度测量技术的研究[D]. 薄晓旭.燕山大学 2011
[7]变压器内部温度光纤传感监测及绕组热点温度计算改进方法[D]. 刘军.重庆大学 2009
[8]宁夏大坝发电厂变压器内部温度光纤光栅监测技术应用研究[D]. 张锐.重庆大学 2008
[9]基于光纤光栅温度传感的变压器内部温度监测原理及方法研究[D]. 赵涛.重庆大学 2008
[10]荧光光纤温度传感器的研究[D]. 王冬生.燕山大学 2006
本文编号：2945725
【文章来源】：中国运载火箭技术研究院北京市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
油浸式变压器结构示意图
图 1. 2 高压开关机柜Fig1. 3 High voltage switchgear cabinet，光纤荧光测温技术还可应用于煤炭、石油等矿产钻探中和工业、天然气）存储等需要对温度长时间严格监控的场合。的及意义温度测量技术的研究从诞生至今已经持续了很多年，但随着新的领域的不断扩展，对传感器的性能要求提高，还有很大的发展空越的新材料不断涌现，新的特性的敏感材料为我们提供了新的选临新的理念。作为一个很有发展前途的技术，光纤荧光温度传感是很广泛，尤其在一些特殊行业的应用上，如医疗、高压电气设备空航天上在线温度检测上。因此建立全面系统的光纤荧光温度检用化技术，对提高我国这方面的科学仪器的水平具有重要的意义在依据荧光余辉现象设计一种小型化的光纤荧光测温仪，实
图 3. 1 本系统总体结构设计示意图Fig3. 1 Schematic diagram of the overall structure design of the system如图 3.1 为本系统的总体结构设计图，主要分为光路与电路两大部分。其中光了光信号的产生及传递。电路部分实现了光信号向电信号的转换、电信号的解调的通信等功能。.1 光路部分光路涉及到以下器件：光纤、荧光光纤探头、光路结构、光电探测器、光源、、透镜等。（1）光纤：其中光纤作为光信号的传输通道连接主体结构件和荧光光纤探头，光源发出的激励光和荧光光纤探头受激励产生的荧光余辉信号。（2）荧光光纤探头：荧光光纤探头的主要材料为荧光粉末与光学黏胶的混合物材料产生的余辉的寿命随着温度变化而变化。其产生的光信号被用来测量荧光余命。（3）光路结构：光路结构主要由结构件及透镜、滤光片和结构件组成。光路实
【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤传感技术发展分析及趋势预测[J]. 闫志学. 工程技术研究. 2017(10)
[2]荧光光纤温度传感器在微波消解仪中的应用[J]. 何展强,罗健明. 计测技术. 2017(S1)
[3]一种新的去除遥感影像混合噪声组合滤波方法[J]. 朱建军,周靖鸿,周璀,樊东昊. 武汉大学学报(信息科学版). 2017(03)
[4]基于光纤测温系统的矿井采空区“三带”研究[J]. 程根银,唐晶晶,曹健,牛振磊,周逸飞. 中国煤炭. 2016(12)
[5]一种特高压直流电压测量装置内部温度的测量方法[J]. 冯建华,王珊,雷鹏. 高压电器. 2016(07)
[6]一种用于光纤陀螺降噪的鲁棒平滑滤波算法[J]. 肖文健,马东玺,陈志斌,刘先红,肖程. 红外与激光工程. 2016(06)
[7]低成本的光纤荧光温度传感器[J]. 徐钰山,黎敏. 传感器世界. 2012(11)
[8]基于单片机的矿井下实时温度测量及无线数据传输[J]. 朱翔. 科技视界. 2012(29)
[9]灰度图像加权有向平滑滤波算法[J]. 杨吉宏,胡顺波,张民,薛凌燕. 计算机工程与设计. 2010(01)
[10]高精度光纤荧光测温法的稳定性研究[J]. 贾丹平,林乐乐,苑玮琦,林应文. 计量学报. 2008(02)
博士论文
[1]高温矿井温度场演化规律与降温技术研究[D]. 张立新.辽宁工程技术大学 2014
[2]基于光纤传感技术的油浸式电力变压器状态多参量在线检测研究[D]. 陈霄.山东大学 2012
[3]Li+增强稀土离子荧光现象及机制研究[D]. 白云峰.哈尔滨工业大学 2009
[4]测温式光纤电流互感器的研究[D]. 贾丹平.沈阳工业大学 2008
硕士论文
[1]基于荧光强度的光纤测温系统[D]. 索毅.浙江大学 2017
[2]铕掺杂镁铝酸钡的热敏荧光特性研究[D]. 颜林.哈尔滨工业大学 2014
[3]基于荧光光纤测温的开关柜温度在线监测系统研究[D]. 王光伟.南京理工大学 2013
[4]变压器绕组温度分布光纤光栅在线监测及影响因素研究[D]. 奚红娟.重庆大学 2012
[5]高精度荧光光纤温度传感器及其应用技术研究[D]. 刘兰书.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
[6]基于荧光机理的温度测量技术的研究[D]. 薄晓旭.燕山大学 2011
[7]变压器内部温度光纤传感监测及绕组热点温度计算改进方法[D]. 刘军.重庆大学 2009
[8]宁夏大坝发电厂变压器内部温度光纤光栅监测技术应用研究[D]. 张锐.重庆大学 2008
[9]基于光纤光栅温度传感的变压器内部温度监测原理及方法研究[D]. 赵涛.重庆大学 2008
[10]荧光光纤温度传感器的研究[D]. 王冬生.燕山大学 2006
本文编号：2945725
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