预览加载中，请您耐心等待几秒...

分布式光纤测温系统的设计与实现.pdf

预览
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲，该文档总共40页，到这已经超出免费预览范围，如果喜欢就直接下载吧～

下载提示 文本预览

如果您无法下载资料，请参考说明：

1、部分资料下载需要金币，请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档，再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压，在使用对应软件打开

西南大学毕业论文 题目：分布式光纤测温系统的设计与实现 专业：电子信息工程技术 班级：一班 学生姓名：杨杰 指导教师：谢熹 摘要 以光纤通信和光纤传感技术为代表的信息技术和传感技术在20世纪后半 叶至今的几十年里R新月异，极大地推动了人类社会的进步。 与其他传感器相比，光纤作为一种新型的传感器件有其独特的优势。它抗 电磁，耐高温，对温度、应变等外界变化敏感，而且价格便宜，容易获取，可 以形成分布式的线测量甚至是场测量。因此光纤传感在最近几年的到快速发 展．将应用于更广的范围。 分布式光纤测温系统的信号采集、数据处理，以及后台软件的编写占系统 成本的绝大部分。它的检测精度和速度决定了整个系统的测量精度，空问分辨 率，采集速度以及 最后的请求响应时间。如何提高系统各个部分的处理速度，协调好数据传 输，成为分布式光纤铡温系统的关键。 论文提出了一种基于嵌入式的利用光纤拉曼散射原理的分布式测温解调 方案。由于传感距离长，使得系统可以进行场式的温度测量，可以全面的获得 空间式的3维温度模型，满足大型工程传感网络的实时监测。 论文详细介绍了嵌入式光纤传感分布测温系统的光路设计，硬件电路设计 和软件设计。光路设计包括：在嵌入式主机的控制下利用激光源和脉冲调整器 形成固定周期的脉冲光，作为光纤传感器的激励信号；使用3dB耦合器对激励 光进行分束，传入光纤传感器，散射拉曼光回传经过耦合器进入分光系统，只 有固定频率的Stokes光和Anti．Stokes光透过分光系统；两束光分别进入 光电探测器(PD)，完成光电转换过程。系统中各个模块间的同步由硬件电路 控制，主控芯片为TI公司的双核微处理器。0MAP5912对FPGA模块发出采 集控制信号，FPG巩负责控制与脉冲调制器间的同步，计时，同时触发AD采 集。采集结束，FPGA发出中断，通知采集过程结束。OMAP5912发出传输数 据指令，将外接RAM中的数据读入DSP进行数据处理。在DSP中对数据进行 小波变换多分辨分析对采样的数字量进行降噪处理，消除传输和测量过程中的 各种噪音和随机干扰。 论文还阐述了在双核微处理器oMAP5912下的软件开发，包括在ARM下的 GPP 的开发，在DSP下数据处理算法的编写以及双方的通讯控制。最后论文对 系统测试结 果进行分析，通过系统测得的数据和谱图分析误差类型和来源，并提出系 统改良的方法。 关键词：拉曼散射；分布式光纤测温；双核徼处理器0mtP5912；FPGA； 数据处理 DesignandImplementationofDistributedFiberTemperature— measuredSystem Abstract Theinformationtechnologyandsensingtechnologyrepresentedas fibercommunicationandfibersensingarestronglydevelopedinthis severaldecades,whichimmenselyacceleratestheprogressofhuman society． Comparedwithothersensor,fiberisnewsensorwithitsindividual advantage．Itresistselectromagnetism，adaptshightemperature，and issensitivetotemperatureandemergencyItisverycheapandeasyto product．Itcanrealizerealmeasurementinline,eveninfield．So fibersensingisdevelopedveryfastinrecentyears，andusedinmore widerange． Themostcostofdistributefibertemperature-measuredsystem aresignalcollecting,dataprocessingandbackgroundsoftware programming．Theydecidethecollectingprecision,collectingspeedand finalresponsetime，Howtoimprovetheprocessingspeedandhowto coordinatedatatransmissionbetweendifferentpartsaremostimportant inthissystem． Thepaperbringsupanewprop