基于FPGA的分布式光纤测温系统数据处理技术研究

发布时间：2022-02-12 11:45

　　分布式光纤测温系统数据处理部分包括采集和滤波,采集卡的采样率和滤波的效果直接决定了测温系统的性能好坏。现在市面上测温系统的后端采集滤波部分大多数使用采集卡加上上位机的组合。虽然其结构简单,易于实现,但是采集卡的频率较低,会降低系统的空间分辨率。采样频率高的板卡则价格昂贵,经济性较差。对测温系统而言,采集的是整根传感光纤的数据,由于数据量大,传输到上位机所需时间较长,而且上位机对大量的数据进行累加平均的速度较慢,影响了整个系统的测量时间。针对上述问题,本文设计了一套高速采集处理系统对分布式光纤测温系统进行数据的采集和处理,具体工作如下:首先阐述了测温系统的基本原理,再结合系统结构描述了测温系统的各项性能指标;然后以FPGA为核心设计了高速采集、实时存储、并行计算为一体的采集处理系统,其采集频率可达到100MHz,单次测量时间不到2s;最后搭建测温系统进行测试。在室温25℃的条件下,将总长2km的传感光纤尾端200米处的一段置于温度为70℃的环境对测温系统的性能进行测试。经不同次数的滤波处理后,最后得到温度最佳测量值为69.7℃,误差为0.3℃。实验结果表明,系统对温度敏感度高,实时性强,... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光纤传感简易工作流程

电缆隧道应用测温系统

地铁隧道中应用光纤测温（3）在核电站监测中的应用

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA和DDR3 SDRAM的大规模查找表设计与实现[J]. 梁晨,赵邦信.  电子器件. 2017(04)
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[3]数据采集系统中SDRAM控制器的FPGA设计[J]. 雷能芳.  电子设计工程. 2017(15)
[4]基于FPGA的SDRAM乒乓读写操作设计[J]. 杨会建,田成军,杨志娟,廖醒宇,杨阳.  长春理工大学学报(自然科学版). 2015(02)
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[6]激光波长对拉曼散射水温遥感系统测温精度及探测深度的影响[J]. 任秀云,田兆硕,孙兰君,付石友.  物理学报. 2014(16)
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[8]基于FPGA的数字信号处理的算法浅析[J]. 黄靖淇.  电子制作. 2013(12)
[9]基于累加法的高斯白噪声性能分析[J]. 张小乾,王凌,姚远程,林华.  太赫兹科学与电子信息学报. 2013(02)
[10]基于拉曼光谱散射的新型分布式光纤温度传感器及应用[J]. 王剑锋,刘红林,张淑琴,余向东,孙忠周,金尚忠,张在宣.  光谱学与光谱分析. 2013(04)

博士论文
[1]分布式光纤拉曼温度传感系统信号处理及性能提升[D]. 王宗良.山东大学 2015
[2]基于拉曼散射的分布式光纤火灾预警方法、技术研究及实现[D]. 张悦.中北大学 2011

硕士论文
[1]基于FPGA的高速信号采集[D]. 林思苗.西南交通大学 2017
[2]基于拉曼散射的光纤测温系统的改进与优化[D]. 艾幕.大连海事大学 2017
[3]基于拉曼散射的光纤测温系统设计与研究[D]. 金祁平.大连海事大学 2017
[4]分布式光纤测温系统的自校准与空间特性研究[D]. 黄俊.昆明理工大学 2017
[5]基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的设计与优化[D]. 费芹.中国科学技术大学 2016
[6]分布式拉曼光纤温度传感系统性能提升方法研究[D]. 江海峰.合肥工业大学 2016
[7]分布式光纤测温系统的研制与校准研究[D]. 景霞.昆明理工大学 2016
[8]基于拉曼散射效应的分布式光纤测温系统研究[D]. 朱海鹏.重庆大学 2015
[9]基于拉曼散射的分布式光纤温度传感系统去噪算法研究[D]. 曹文峰.合肥工业大学 2015
[10]应用于FPGA的锁相环设计研究[D]. 申红伟.西安电子科技大学 2015



本文编号：3621657