白光efpi传感系统解调机理的研究

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1、分类号：单位代码：安反这工犬學论文题目：白光传感系统解调机理的研究作者姓名：李昊专业名称：控制科学与工程导师姓名：周孟然教授完成时间：二—五年六月中图分类号：论文编号学科分类号：密级：公开安徽理工大学硕士学位论文白光传感系统解调机理的研宄作者姓名李昊专业名称：控制科学与工程研究方向：检测桔术与自动化装詈导师姓名：周孟然教授导师单位：安徽理工大学答辩委员会主席：王勇论文答辩日期：年月日安徽理工大学研宄生处年月日ADissertationinControlScienceandEngineeringRese

2、archOnDemodulationMechanismofWhiteLightEFPISensingSystemCandidate:LiHaoSupervisor:ZhouMengranElectricalandInformationEngineeringSchoolAnHuiUniversityofScienceandTechnologyNo.168，独创性声明本人声明所呈交的学位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。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，论文中不包含其他人

3、已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽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谢意。学位论文作者签名：—曰期：年月丄！曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽理工大学有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。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磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进

4、行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）摘要摘要我国许多大型煤矿随着开采工艺的不断改进和规模不断扩大以及开采深度的延伸，煤层瓦斯涌出量越来越大，高瓦斯矿井越来越多，瓦斯事故在煤矿事故中占的比例越来越高。针对煤矿瓦斯事故的频发，研宄井下瓦斯气体浓度的监测，采用基于非本征法布里珀罗干涉技术，对光纤传感器的光谱域白光干涉解调机理进行深入研究，提出能够实现光纤传感技术中的传感信息高分辨率、大动态范围测量、不受光源波动及传输光纤扰动等干扰因素影响的光谱

5、域解调技术。光谱域白光干涉解调机理的研究主要从总体检测机理框图设计，解调算法、降噪算法、数据处理算法等最优算法研宄，光路复用和新型材料应用技术研究等方面，应用了快速傅里叶变换、波长域解调算法、腔长域解调算法以及相关函数等算法作为信号解调算法，小波变换、归一化和希尔伯特黄算法作为降噪算法，同时将膜计算应用到多传感器并行数据处理当中，设计了自聚焦透镜的气体传感器气室和采用空分复用结合时分复用技术的光路系统实现高精度光路复用降低了系统成本，并有效的避免了井下恶略环境中各种干扰的影响，解决了光纤传感检测瓦斯技

6、术中对光源功率波动和光纤传输损耗的变化敏感、测量分辨率低动态范围小、有效信号难以提取、数据处理效率低下、系统成本高易受干扰等问题。结果表明采用光谱域白光干涉解调机理模型的光纤传感瓦斯检测系统，能够实现路可扩展的瓦斯在线实时检测，精确度可达并且能消除瓦斯气体浓度测量中的各种干扰，得到精确的测量结果，能够很好在井下恶劣环境中测量瓦斯气体浓度，可实现全光纤测量，井下只有光纤信号无电信号，其安全性极高，抗干扰能力强，适宜于易燃、易爆等环境。通过对光纤传感瓦斯的研究，实现煤矿瓦斯监测的新方法，对于指导煤矿安全生

7、产具有重大意义。图表参关键词：光纤传感，瓦斯，，光谱域白光干涉，解调机理分类号：本研宄获国家自然科学基金和神华集团有限公司联合资助批准号：AbstractAbstractWiththeimprovementofcoalminingtechnology,thequantityofgasemissionandthenumberofhigh-gassycoalmineswereincreasing,whichmayresultincoalmineaccidentsaccountedforagrowingpr

8、oportion.Aimingatthefrequentoccurrenceofcoalminegasaccident,byresearchingonconcentrationdetectionbasedonExtrinsicFabry-PerotInterferometer(EFPI)technologyinmineandthedemodulationmechanismofwhitelightinterferenceinspectraldomainof