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《华东理工大学》 2017年
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分布式光纤测温技术在电力行业中的应用研究

朱卓玲  
【摘要】:光纤(optic fiber)全称为光导纤维,它是常用的圆柱形介质波导材料。光波沿着光纤传播是以光的全反射原理为理论基础。光纤传感技术实质是通过光纤通讯将光作为被测量的载体对目标进行检测。光纤传感技术具有与所测对象非接触性、测量的精度高和灵敏度高,并且反应速度快等特点。本文通过对不同电气设备中的温度监测进行研究,与传统测温方式比较,设计出符合目前需求的光纤测温系统。论文主要研究内容如下:(1)比较研究多种电气设备现有测温技术存在的不足。(2)采用光纤传感器进行模拟实验操作,在实验室环境下检验数据准确性。(3)对光纤测温系统进行整体设计,研究光纤在不同电气设备中的准确性情况。在主体架构确定的基础上,集成相应电气设备参数采集模块,包括数据采集模块,分析模块以及异常处理检测模块。(4)对光纤测温系统进行实验室测试,提高其稳定性以及准确性,针对不同参数的测量结果,对光纤测温系统中各芯片以及材料进行替换选择,包括光纤材质,光纤传感器选型,参数处理软件调整。(5)提出改进的小波分析降噪处理技术,用于测温数据噪声滤除。(6)对整个系统进行实地测试,安装在电气设备中,进行参数测量。通过数据结果,完善解决方案。
【关键词】:分布式 光纤测温 电气设备
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH811;TM507
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第1章 绪论9-19
  • 1.1 课题背景与意义9-10
  • 1.2 光纤传感技术的发展历史10-13
  • 1.2.1 光纤传感器的发展10
  • 1.2.2 国内外发展动态10-11
  • 1.2.3 光纤传感技术发展11-13
  • 1.3 光纤传感技术原理13-15
  • 1.3.1 光纤光时域反射(OTDR)原理13-14
  • 1.3.2 分布式光纤拉曼温度传感器系统的测温原理14-15
  • 1.4 光纤传感通信技术现状及其发展15-16
  • 1.5 电力设备测温技术的重要性16-17
  • 1.6 本文的组织与结构17-19
  • 第2章 分布式光纤测温方案设计19-26
  • 2.1 电力设备光纤测温方案概述19-22
  • 2.2 分布式光纤测温系统总体架构22-25
  • 2.3 本章小结25-26
  • 第3章 分布式光纤测温系统软硬件设计与实现26-42
  • 3.1 数据采集终端架构设计26
  • 3.2 硬件功能模块设计26-29
  • 3.2.1 光电转换电路器件选择26-28
  • 3.2.2 温度补偿电路设计28-29
  • 3.3 检测电路的设计29-31
  • 3.4 前置放大及滤波电路设计31-33
  • 3.4.1 器件选择31-32
  • 3.4.2 放大电路设计32-33
  • 3.5 有源二阶滤波电路设计33-34
  • 3.6 数据采集电路设计34-35
  • 3.7 软件功能模块设计35-37
  • 3.8 系统数据库设计37-41
  • 3.9 本章小结41-42
  • 第4章 基于小波分析的测温数据去噪处理42-50
  • 4.1 小波变换的理论与特点42-43
  • 4.2 小波消噪原理43
  • 4.3 利用改善的小波变换去噪声的理论依据43-46
  • 4.3.1 小波变换模极大值44
  • 4.3.2 白噪声小波变换模极大值随尺度的传播特性44-46
  • 4.3.3 母函数的选取46
  • 4.3.4 电缆故障点检测信号白噪声抑制算法46
  • 4.4 利用多分辨率小波分解算法实现HRP的快速分解46-47
  • 4.4.1 利用多分辨小波分解算法实现HRP的快速分解的参数46-47
  • 4.4.2 基于小波分解快速算法的HRP算法快速实现步骤47
  • 4.5 改善的小波分析去噪基本步骤47-48
  • 4.6 电缆温度信号的小波多尺度分析仿真48-49
  • 4.7 本章小结49-50
  • 第5章 系统安装与实施效果50-58
  • 5.1 系统安装50-51
  • 5.2 实施效果51-57
  • 5.3 本章小结57-58
  • 第6章 总结与展望58-59
  • 6.1 总结58
  • 6.2 展望58-59
  • 参考文献59-62
  • 致谢62

【参考文献】
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