基于fbg的铅酸电池内铅离子浓度测量方法的研究

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1、分类号：密级：公开论文编号：学号：50120810206重庆理工大学硕士学位论文基于FBG的铅酸电池内铅离子浓度测量方法的研究研究生:别雄波指导教师：赵明富教授学位类型：学术学位专业学位类别：信号与信息处理研究方向：生化信息获取及智能传感技术培养单位：电子信息与自动化学院论文完成时间：2015年3月25日论文答辩日期：2015年5月27日CategoryNumber：LevelofSecrecy：PublicitySerialNumber：StudentNumber：50120810206Master'sDisser

2、tationofChongqingUniversityofTechnologyResearchontheMethodforMeasuringtheleadionconcentrationinlead-acidbatteryBasedonFiberBraggGratingPostgraduate:BieXiongboSupervisor:ProfessorZhaoMingfuDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:SignalandInformationProcessingRese

3、archDirection:BiochemicalInformationAcquisitionandIntelligentSensingTechnologyTrainingUnit:DepartmentofElectronicInformationandAutomationThesisDeadline:March25,2015OralDefenseDate:May27,2015重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本

4、论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名日期：年月日学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校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。本人授权重庆理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“V”)：1.保密□，在_年解

5、密后适用本授权书。2.不保密口。摘要摘要随着工业的快速发展，石油和其它资源的使用量急剧增大，导致我国多个城市大范围的形成雾霾天气，部分城市的大气细颗粒物（PM2.5）平均超标2.34倍，迫使人们越来越重视环境保护和资源节约。蓄电池作为清洁绿色的电力能源，已经在各个国家的交通运输和其他电子设备中充当了一个非常重要的角色。虽然很多厂商都在商标上说明电池可以使用十年，但由于蓄电池的充放电过程是一个相对复杂的电化学反应，在实际的使用过程中，这些蓄电池的实际寿命还不到其说明时长的一半。随着电动汽车的大量增多，对电动汽车蓄电池内

6、的铅离子浓度进行实时检测和研究，是一个提高蓄电池使用寿命的有效方法，它不仅能够检测蓄电池的过充电和过放电，而且对于电动汽车在行驶过程中扮演了一个油表的重要角色。本次课题把最近几年国内外研究蓄电池电解液比重的方法分别做了比较和分析，最后发现可以通过用腐蚀的布拉格光纤光栅（FBG）测量铅酸蓄电池内铅离子的浓度变化来判断蓄电池的剩余容量。故以布拉格光纤光栅作为实验工具制作了单端腐蚀的光纤传感器，以铅酸蓄电池作为实验对象，进行了大量实验，最后证明这个方法是有效可行的。根据实验的具体需要，做了具体以下几点研究：首先，分析研究了

7、铅酸蓄电池的基本工作原理、充放电特性、蓄电池的容量以及一些影响因素；其次，对光纤布拉格光栅的折射传感原理进行了比较透彻的研究；了解光纤布拉格光栅的腐蚀原理和操作过程，为腐蚀实验做好了充分的准备；通过腐蚀实验得到测量中需要的传感器单元，并消除温度对被测信号的影响；最后，对铅酸蓄电池进行了大量的充放电实验，记录并分析实验数据，确定这个方法测量蓄电池内铅离子的浓度是可行的，并可以通过铅离子的浓度来检测蓄电池的剩余容量。关键词：光纤布拉格光栅（FBG）；铅酸蓄电池；单端腐蚀型光纤光栅；铅离子浓度IABSTRACTABSTRA

8、CTWiththerapiddevelopmentofindustry,theamountofoilandotherresourceshaveasharpincrease,itisresultingtheformationoffogandhazerangeinmanylargecities,partofthecity'satmosphericf