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1、分类号UDC密 鲰学校代码 量Q垒窆2劣多凄理歹大署学 位 论 文题 目 基王逵益互调道邀堑墨鲍垂廛捡型茎绫巫宝英文 Study orl Temperature detection system Based on题 目 塑垒y曼!曼盟g尘塑坚旦垒坠!星!垦墨星!研究生姓名 壑咽指导教师姓名差垡丝一职称耋丝L学位一单位名称堂红堡盛垫盎国窒三猩塞坠窒一邮编垒兰QQZQ姓名 高重溘 职称割丝撞 学位谴副指导教师单位名称盘红堡感垫盔圈窒王壁塞坠室邮编垒3QQ2Q申请学位级别 硕士论文提交日期一2Q12生垒月 论文答辩日期 2Q12生5旦学位授予单位盍垫墨墨盘堂 学位授予日期答辩委员会主席2011年5月
2、鬈独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论
3、文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：姆-导lJili(签名)： 日期：丝竺兰：中文摘要在高压开关柜中，由于触头、母线等过热，从而导致绝缘损坏而引起故障，最终导致短路、爆炸等严重后果。因此，高压开关柜温度实时监测，是电力系统安全、可靠运行的重要保障。由于高压开关柜内部环境复杂，在传统的温度检测技术中，一般采用的是有源器件，使得开关柜的绝缘等级降低，对高压开关柜安全性造成新的隐患。光纤光栅传感器具有尺寸小、重量轻、性能稳定、抗电磁干扰、实时性好等优点，适合应用于高压开关柜这种复杂的
4、环境中。DFB激光器是一种半导体激光器，它具有带宽窄、频率稳定性好、波长可调谐的特点，被广泛的用于通信和监测领域，它的可调谐性也被大量的用作可调谐窄带光源，在国内外得到了广泛的研究。嵌入式系统是近年来发展非常迅速、应用非常广泛的一种专用计算机系统，它以应用为中心，软硬件可裁减。ARM处理器是最常见的嵌入式处理器之一，也是目前产业中应用最为广泛的嵌入式处理器。本文以高压开关柜内部温度检测为研究对象，对光纤光栅温度传感技术进行了探讨，提出了一种新的基于波长可调谐激光器的温度检测技术。文章系统介绍了光纤光栅传感原理，光纤光栅温度传感器的特性，分析了现有的光纤光栅解调技术并对其进行了比较，在可调窄带光
5、源解调法的基础上进行改进，设计了基于波长可调谐激光器温度检测系统，并对硬件设计和软件设计进行了详细介绍，通过扫描电压与被测温度的线性关系，可以直接计算出所测温度，省去了常规的波长解调；通过对DFB激光器调谐电压与输出波长相应特性进行实验测试，验证了DFB激光器调谐电压与输出波长呈现良好的线性关系，且具有可重复性，证明了这种技术的可行性；通过温度传感实验，验证了该仪表温度检测的准确性，并对温度解调中温度与扫描信号的函数关系进行了分析和推导，给出了函数关系表达式；最后提出了基于ARM平台的温度监测系统设计方案。关键字：光纤光栅传感器，温度解调， 嵌入式系统Abstract111 High Volt
6、age Switchgear,the overheated contacts，bus and other thingsresulting in insulation damage bring the failure，eventually leading to a short circuit,explosions and other serious consequencesTherefore，the real-time monitoring oftemperature of high voltage switch cabinet,is the important guarantee of saf
7、ely andreliable operating power systemWith the complex environment of the hi曲voltageswitchgear,the traditional temperature detection technology always use activedevices to reduce insulation level of switchgear,which could cause new risks on thesecurity of High Voltage SwitchgearWi也characteristics of
8、 small size，light weightstable performance，anti-electromagnetic interference，real time，etc，Fiber Bragggrating sensors is suitable for the application in the complex environment of HighVoltage SwitchgearDFB laser，a semiconductor laser,which has the characteristiCS of narrowbandwidth,frequency stabili
9、ty,wavelength tunable，is widely used in the field ofcommunications and monitoringAnd the tunable of DFB laser is also usually used asa tunable narrow-band light sourceNow,DFB laser has been extensively studied athome and abroadRecently，as a dedicated computer system，the embedded system has beenquick
10、ly developed and widely used，which is application-centric and the software andhardware Can be cutThe ARM processor is one of the most cornmon embeddedprocessor，and it is also the most widely used embedded processor in the currentindustry The paper studied intemal temperature detection of Hi曲Voltage
11、Switchgear，discussed the fiber Bragg grating temperature sensor technology，and presented a newtemperature detection technology based on wavelength tunable laserThe articlesystematically introduced fiber grating sensing principle，the characteristics of thefiber Bragg grating temperature sensor,and an
12、alyzes the demodulation technology offiber gratingArticle designed the temperature detection system based on wavelengthtunable laser according to tunable narrow-band light source demodulation method anddescribed the hardware design and the soRware design in detailIn the paper,withoutconventional wav
13、elength demodulation,temperature Can be directly calculated by thelinear relationship between the scan voltage and the measured temperature；throughconducting experiment test of the tuning voltage of the DFB laser and outputwavelength,it verifies a good linear relationship the tuning voltage and the
14、outputwavelength of DFB lasers showed a good linear relationship，which prove thefeasibility of this technologyAt last,this article presents Temperature monitoringsystem design based on ARM platformKeywords：fiber Bragg grating sensol苫，temperature demodulation,embeddedsystems中文摘要。Abstract第1章绪论。目录Il11选题的背景和意义112国内外研究现状。：2121高压开关柜温度监测技术的研究现状2122光纤光栅技术的研究现状一4123基于波长可调谐激光器的解调技术研究现状613论文的内容与结构7第2章基本理论介绍921光纤布拉格光栅922光纤光栅制作方法923光纤光栅传感器分类1 024光纤光栅温度传感器特性。1 125现有光纤光栅解调技术12251线性滤波比例探测法13252匹配滤波法。14253扫描光纤FP干涉探测法14254可调窄带光源解调法1526本章小结1 6第3章基于波长可调谐激光器的光纤光栅传感系统31解调系统设计。1732解调系统硬件设计
