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无线数据传输双波长光纤高温测量仪的研究

更新时间：2020-03-03 14:37:59 大小：3M 上传用户：songhuahua 查看TA发布的资源 标签：无线数据传输光纤 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

在高温测量领域,目前使用的测温仪大多采用接触式测温方式,即温度敏感元件与被测对象直接接触,如目前世界上广泛采用的消耗型热电偶。该技术虽然已经十分成熟,但仍存在很多问题。如测温探头为一次性,测温费用较高；每次测量后必须更换探头,难以实现自动化；不能连续的高频率测温等。尤其在高温、高压、高磁场等极限测温环境下,感温元件甚至测量仪器都极易受到损坏和腐蚀。随着光纤传感技术的发展,光纤辐射测温技术得到迅速的发展,光纤式温度测量仪也开始得到实际应用。本课题研究的光纤高温测量仪(以测量钢水温度为例)为非接触式测温方式,极好的解决了上述问题,并且采用比色法,弥补了普通光纤温度计测温范围小、易受测温环境干扰、误差大等缺点。

本文详细的阐述了辐射测温的基本原理,根据普朗克定律和维恩位移定律推导出了双波长比色法测温的理论公式,并分析了该方法的优点:该方法大大降低发射率对测温结果的影响。本文详细叙述了该光纤式高温测量仪各部分的构成原理及性能,并且进行了大量的相关实验。设计主要包括高温探头的设计研究、光电转换和电信号的放大、信号的处理及无线数据传输。具体的步骤是通过光纤探头提取光信号,经光电转换电路将光信号转换成电压信号,此电压信号随光辐射强度的大小改变来反映物体的实际温度。由于光电转换后的电压信号非常微弱,需要进行两级放大及滤波,从而达到数模转换的要求,然后送入单片机,本系统采用12位的MD和D/A转换器,确保有足够的精度保障。在软件设计方面采用结构化程序设计方法,该仪器的软件系统采用C语言和C51编写。

本系统初步研制了数据无线传输功能,采用nordic生产的单片无线收/发芯片nRF401,实现数据和命令的无线传输。C语言编写通信协议,实现错误检验、纠正和出错重传,从而达到整个无线传输过程的稳定。无线发送和接收功能可以由发送和接收按钮控制,也可通过上位机程序远程控制。