典型光电系统的分析与设计

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1、课程主要内容四大部分：理论基础光电信号变换与处理光辐射源光电探测器光电系统分析设计--便携式辐射测温仪可用于电力系统中电接头的温度检查·······测温范围PT120:-20℃～1200℃瞄准方式：激光瞄准、望远镜瞄准光电系统实例：光电系统实例：--CCD玻璃管尺寸测控仪均匀平行光照射玻璃管CCD输出信号波形光电系统实例：--激光半主动寻的系统光电系统实例：--待发段火箭姿态图像实时识别处理系统该系统已成功应用于“神舟3～6号”任务，为航天员提供了可靠的安全保障。倾角差小于10'“黄色告警线”“红色逃逸线”第11章典型光电系统的分析与设计11.1分布式

2、光纤测温系统11.2光谱测量系统11.3CCD尺寸测量系统11.4*光电精确制导系统11.5*光测图像系统11.1分布式光纤测温系统例：高压电力电缆人工测温－－便携式辐射测温仪可用于电力系统中电接头的温度检查·······测温范围PT120:-20℃～1200℃瞄准方式：激光瞄准、望远镜瞄准人工测温：效率、适时、可靠性，······11.1分布式光纤测温系统分布式测温：效率、适时、可靠性，······高压电力电缆光纤－－线温度传感器11.1分布式光纤测温系统DistributedOpticFiberTemperatureSensor－－简称DOFTS－

3、－又叫分布式光纤温度传感器光纤－－线温度传感器被测点－－空间位置光学时域反射定位－－温度数值喇曼散射－温度效应11.1分布式光纤测温系统空间位置－－光学时域反射定位OpticalTimeDomainReflection，OTDR采样频率f决定了系统的空间分辨力，如1m的空间分辨力需要f达100MHz以上11.1分布式光纤测温系统温度数值－－喇曼散射－温度效应入射光子斯托克斯光（Stocks）瑞利散射光反斯托克斯光（Anti-Stocks）如G652单模光纤11.1分布式光纤测温系统温度数值－－喇曼散射－温度效应瑞利散射光斯托克斯光反斯托克斯光对温度不敏

4、感光强度受温度调制测温原理信号光反斯托克斯光参考光瑞利散射光或斯托克斯光11.1分布式光纤测温系统温度数值－－喇曼散射－温度效应测温原理信号光反斯托克斯光参考光瑞利散射光或斯托克斯光检测两光强的比值可消除：－－光源的不稳定－－光纤接头损耗－－光纤弯曲损耗－－光纤传输损耗·········11.1分布式光纤测温系统温度数值－－喇曼散射－温度效应瑞利散射光反斯托克斯光11.1分布式光纤测温系统工作原理动态演示：11.1分布式光纤测温系统实例：FGC－W30型分布式光纤温度传感器光学信号变换光电信号变换电学信号变换11.1分布式光纤测温系统实例：FGC－W3

5、0型分布式光纤温度传感器工作过程：11.1分布式光纤测温系统实例：FGC－W30型分布式光纤温度传感器信号处理特点：--探测方法弱信号检测波分复用器干涉滤光片--信号处理调制与解调取样积分（软件硬件）11.1分布式光纤测温系统实例：FGC－W30型分布式光纤温度传感器分布式测温：效率、适时、可靠性，···应用：发电机绕组温度检测11.1分布式光纤测温系统讨论：--空间分辨率1.采样频率f——空间分辨力1m的空间分辨力需要f达100MHz以上结论：11.1分布式光纤测温系统讨论：--空间分辨率2.采样频率τ——空间分辨力1m的空间分辨力，激光脉冲宽度τ<

6、10ns结论：光纤l2激光脉冲宽度τ的影响t2t2＋τt2＋τ反向散射光11.1分布式光纤测温系统分辨率讨论：空间分辨率（4m）－－采样频率（50MHz）－－激光脉冲宽度（10ns）温度分辨率(0.1)－－模拟量信噪比－－激光功率(～100W)－－取样信号处理℃第11章典型光电系统的分析与设计11.1分布式光纤测温系统11.2光谱测量系统11.3CCD尺寸测量系统11.4*光电精确制导系统11.5*光测图像系统11.2光谱测量系统光谱测量系统（光谱仪）是一类用于测量光源或物质光谱特性的典型光电系统，在颜色显示、生物化学、环境监测、航天等领域有着广泛的应

7、用。氘灯的外形和光谱能量分布图200～250nm标准辐射光源光源光谱特性11.2光谱测量系统光谱测量系统（光谱仪）是一类用于测量光源或物质光谱特性的典型光电系统，在颜色显示、生物化学、环境监测、航天等领域有着广泛的应用。多光谱扫描仪－－估计小麦产量反射光光谱特性11.2光谱测量系统吸收光光谱特性激光雷达德国：“VTB—1型”遥测激光雷达，利用微分吸收光谱学原理遥测化学战剂，可实时地远距探测并确定毒剂气溶胶云的斜距、中心厚度、中心角坐标以及毒剂相关参数等。11.2光谱测量系统11.2.1基于PMT的光谱辐射仪－－稳定发光光源－－闪光灯等光源？响应波段20

8、0～800nm光谱分辨率可达10nm11.2光谱测量系统11.2.2光学多通道分析仪Optic