基于拉曼散射的分布式光纤测温及数据处理技术研究

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1、：密级：分类号＿＿＿＿＿＿ＵＤＣ：单位代码：签微至接丈ｆ硕去学位论文论文题目；基于拉曼散射的分布式光纤测温及数据处理技术的研究馨学号１４２０１９０２６３：作者；幸些专业名称：电气工程（专业型）２０１６年６月７日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及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人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。与我同工作

2、的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。、－簽名若冬曰期；＞！以［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Ｗ公布论文的全部或部分内容，可ｙＡ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文保，密的论文在解密后应遵循此规定。导师寐名日期？签名；考嗦；ｗｈ以安徽工业大学硕±学位论文论文题目：基于拉曼散射的分布式光纤测温及数据处理技乂研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＯｐｔｉｃａ

3、ｌＦｉｂｅｒＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＤａｔａＰｒｏｃｅｓｓｉｎＴｅｃｈｎｏｌｏＢａｓｅｄｏｎＲａｍａｎＳｃａｔｔｅｒｉｎｇｇｙｇ作指者：李竖学院：由气与信烏工程学院协导教师；胡兴柳单位：安徽工业大学助指导教师：单位：论文提单位；交日期：２０１６年６月７日学位授予单位：安徽工业大学安徽马鞍山２４３００２摘要摘要光纤应用从光纤通信到光纤传感，遍布医疗、运输、通信、服务、军事、娱乐、能源、教育等各种领域，为信息世界的发展提供了一个有效的媒介。利用分布式光

4、纤传感技术对空间场的温度进行监测，能够快速、准确、安全地完成测量任务。分布式光纤温度传感器主要是利用光后向拉曼散射信号携带温度信息，并通过反斯托克斯光和斯托克斯光进行解调的原理，在大型仓库、油气资源的运输、煤炭发电厂等领域发挥着重大的作用。本文首先对分布式DTS系统国内外研究现状、未来前景以及测温系统的优点进行了大体分析，制定了光纤基于后向拉曼散射的温度解调方案，对拉曼散射原理进行了详细的介绍，继而对分布式光纤测温的原理做了具体阐述。其次，本文给出了分布式光纤测温系统总体设计，并对各模块中硬件功能进行了详细说明，根据实际要求分析出各部分的系统设计参数

5、。本文详细分析系统各个模块硬件的原理及设计思路，同时对分布式光纤的硬件模块进行了设计，包括高频窄脉冲激光器的设计、光信号探测系统的设计、低噪声放大电路的设计和信号采集与数据处理模块的设计。并且论文采用MATLAB对光谱信号进行特性分析，对拉曼噪声信号进行滤波处理；设计了不同累加次数的滤波方法对比实验，结合模拟滤波器和数字滤波器，综合利用巴特沃斯滤波器对携带温度信息的信号进行滤波去噪处理；提出RLS算法，并结合IIR自适应滤波器在FPGA中的工作流程进行噪声信号处理；借助LABVIEW对数据采集卡的功能特性进行仿真验证；设计了FPGA对系统整个累加滤波

6、流程实验分析。论文最后根据模块组装系统，并介绍了系统和计算机数据通道连接的客户端软件部分，基于此进行了光纤温度的测量实验，验证了论文理论分析的正确性。关键词：光纤；温度解调；数据处理；自适应滤波器IAbstractAbstractTheapplicationsofopticalfiberfromcommunicationtoopticalfibersensorareoverthemedical,transportation,communication,service,military,entertainment,energy,educationand

7、otherfields,whichhaveprovidedaneffectivemediumforthedevelopmentoftheinformationworld.Thedistributedopticalfibersensingtechnologyisusedtomonitorthetemperatureofthespacefield,whichcanquickly,accuratelyandsafelycompletethemeasurementtask.Distributedopticalfibertemperaturesensorism

8、ainlycarryingtemperatureinformationtotheuseofbackwardR