面向热风炉的分布式光纤测温解调方法研究与应用

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1、丨分类号：密级：ＵＤＣ；单位代码：妄徼３：处大学硕士学位论文论文题目：面向热风炉的分布式光纤测温解调方法研究与应用＿学号１４２０１９０２５４：；作者刘剑琴：胃式；专业名称：２０１７年５月２５日免：＞郵梦：安徽工业大学硕士学位论文论文题目：面向热风炉的分布式光纤测温解调方法研究与应用ResearchandApplyonDemodulationMethodsofDistributedFiberTemperatureMeasurementOrientedt

2、oHotBlastStove作者：刘剑琴学院：电气与信息工程学院指导教师：方挺单位：安徽工业大学协助指导教师：单位：单位：论文提交日期：2017年05月25日学位授予单位：安徽工业大学独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研。尽我所知，论文中不包含其他人究成果，除了文中特别加以标注和致谢的地方外己经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得安徽工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文。与我中做了明确的说明并表示了谢意。：

3、ａ：日期签名＿关于论文使用授权的说明本人完全了解安徽工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内、｜保密的论文在解密后应遵循此容，可以采用影印缩印或其他复制手段保存论文规定。￣：１签名：导师签名：日期＾＿｜摘要摘要热风炉在工业炼铁领域有着至关重要的作用，因此，热风炉的温度测量及监控显得尤为必要，但是传统的测温方式存在着耗资大、不方便等缺点，因此，本文提出新型测温方式——分布式光纤测温，并将其应用于热风炉。分布式光纤测温

4、技术是近几年新发展的一种用于实时测量空间温度场数据的高新技术，它是基于光时域反射技术（OTDR）及拉曼散射测温原理发展的。由于该技术的重点部分是信号解调，因而本文综合研究分布式光纤测温的多种解调方法及热风炉测温特点，创新性的提出采用双端双路解调法（DTDC）。本文分三个部分介绍了基于DTDC解调法的分布式光纤测温技术在热风炉上的应用。首先，以热风炉为研究对象，介绍了课题的研究背景及意义、热风炉测温和分布式光纤测温的国内外研究现状，以及提出新型解调方式的必要。其次，从热风炉测温的发展及现有的解调方法等理论部分出发，提出问题，然后针

5、对相应的问题提出解决方案，并以此得到系统的整体结构设计，主要分为硬件和软件两大模块。硬件结构主要由光源、传感光纤、光开关、波分复用器（WDM）、光电检测器以及FPGA与DSP结合的信号采集与处理模块组成；软件模块则包含了数据的采集、去噪、解调的程序设计，以及环境配置，硬件与上位机部分连接的程序设置。最后，对软件与硬件结合的测温系统进行性能测试，先于实验室中对不同的解调方式进行对比研究，得出DTDC优于其它解调法，然后测试系统的测温精度及分辨率，结果满足热风炉工业现场要求。本文致力于将分布式光纤测温的最新研究成果应用于某钢铁的热风

6、炉测温系统，并对系统的测温精度及空间分辨率进行测试。测试结果表明，系统安装方便，可测量的温度范围在-10~200℃之间，最大测温误差不超过0.5℃，定位精度为0.5m，满足工业要求，在热风炉测温领域有着良好的理论意义与应用前景。关键词：热风炉；分布式光纤；双端双路解调；拉曼散射；上位机I面向热风炉的分布式光纤测温解调方法研究与应用AbstractHotairstovehasavitalroleinthefieldofindustrialiron-making,therefore,temperaturemeasurementand

7、monitoringofhotairfurnaceisparticularlynecessary.Traditionaltemperaturemeasurementmethodsarenotonlycostly,inconvenient,butalsohaveothershortcomings.Thus,thispaperproposedanewmethodnameddistributedfibertemperaturemeasurementtomeasurethetemperatureofhotairstove.Distrib

8、utedopticalfibertemperaturemeasurementtechnologyisanewhigh-techtechnologyforreal-timemeasurementofspacetemperaturefield.Thebasisofi