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分布式光纤温度传感系统的研究与设计
资料介绍
分布式光纤温度传感技术是一项应用于实时空间温度测量的技术，可测量光纤分布沿线几千米至几十千米内的温度分布情况。由于其具有测温范围广、稳定性高、抗电磁干扰、防燃防爆等特点，在国内外引起了广泛重视并迅速发展。目前，分布式光纤温度传感系统以其突出的优势被广泛应用于工业生产、公共安全、国防军事等领域。
本文对分布式光纤温度传感系统的基本理论进行研究与分析，重点研究光的拉曼散射现象及其温度解调方式。并分析如何采用OTDR(光时域反射技术)进行空间定位，实现光纤中各测温点与测温位置相对应。
本文对分布式光纤温度传感系统进行总体设计，分析系统的性能指标。设计出可产生窄脉冲并克服温度漂移的光源系统，重点研究脉冲驱动电路与温度控制电路，保证产生稳定可靠的脉冲光源，并通过掺饵光纤放大器增大光功率。同时设计出可将光信号接收并转换为电信号的光接收系统，主要研究用于APD(雪崩光电二极管)可产生几百伏电压的高压偏置电路，以及光电转换电路和信号放大电路。分析数据采样时的去噪算法，消除信号的噪声和随机干扰。使用ATmega16单片机控制各子系统运行，设计总线通信程序，通过(Ⅱ)C总线实现单片机与主处理器通信。
本文对系统进行测试，首先验证各电路满足设计要求。然后对总线通信进行测试，保证系统通信准确。最后使用5Km的光纤测量实验室的温度分布情况，取得了良好的实验结果，验证系统运行稳定且满足性能要求。
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