学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

光纤传感技术在水库坝前水温监测中的应用研究

作　者: 段杭
导　师: 任大春
学　校: 长江科学院
专　业: 防灾减灾及防护工程
关键词: 光纤光栅 分布式光纤 坝前水温 标定方法 变化规律
分类号: TV697.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 104次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


光纤传感技术是利用光纤的相关物理特性对被测量场外界环境因素的行为(如温度、压力等环境条件的变化)进行实时监测的技术。光纤传感技术作为一种测量新技术,具有耐水、耐腐蚀、灵敏度高,可分布式传感等优点,随着信号解调和处理的发展,其在民用工程、航天航空、电力、石油化工和医疗等领域的应用越来越广泛。本文介绍了光纤光栅温度传感器和分布式光纤测温系统应用于水库坝前水温测量的情况,针对光纤类仪器没有相关规范规程的情况,提出了光纤光栅温度传感器和分布式光纤的标定方法和检验标准。并结合具体工程分析水库坝前水温度变化的基本规律。具体内容如下:1)介绍光纤光栅温度传感器和分布式光纤温度测量系统的应用概况,以及水库坝前水温变化规律研究现状。2)系统归纳整理光纤光栅在不同应力和温度作用下传感模型理论,以及基于拉曼散射、布里渊散射、瑞利散射的分布式光纤测量技术理论。3)光纤光栅温度传感器及分布式光纤均为新型温度量测仪器,针对没有相关规范规程可供使用的情况,在实验研究的基础上提出了光纤光栅温度传感器和分布式光纤的标定方法和温度误差检验标准。4)以某巨型水利工程为例,首次在坝前具体布设光纤光栅温度传感器和分布式光纤测温系统,由监测资料得出坝前库水温变化的基本规律,这在国内外尚未见类似报导。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-19
  1.1 前言  8-9
  1.2 光纤光栅传感器的应用概况  9-10
  1.3 分布式光纤温度测量系统的应用概况  10-13
  1.4 光纤光栅传感技术研究现状  13-14
    1.4.1 光纤光栅增敏技术的发展  13-14
    1.4.2 光纤光栅解调技术的研究现状  14
  1.5 分布式光纤温度测量系统的研究现状与进展  14-15
  1.6 坝前水温变化规律研究概述  15-17
    1.6.1 坝前水温研究的必要性  15-16
    1.6.2 三峡坝前水温分布规律研究介绍  16-17
  1.7 本文研究的意义和内容  17-18
  1.8 本章 小结  18-19
第二章 光纤光栅传感原理及分布式光纤测量技术理论基础  19-37
  2.1 光纤光栅传感器及其传感原理  19-27
    2.1.1 光纤光栅结构及传感原理  19-21
    2.1.2 光纤光栅应变传感模型  21-26
      2.1.2.1 各向同性介质中虎克定理的一般形式  21-22
      2.1.2.2 均匀轴向应力作用下光纤光栅传感模型  22-24
      2.1.2.3 横向均布荷载作用下光纤光栅传感模型  24-26
    2.1.3 光纤光栅温度模型  26-27
  2.2 分布式光纤测量技术的理论基础  27-36
    2.2.1 基于光时域反射原理测量的沿程空间定位原理  28-29
    2.2.2 基于拉曼散射原理的分布式光纤测温技术  29-32
    2.2.3 基于布里渊散射的分布式光纤测量技术的原理  32-35
    2.2.4 基于瑞利散射的分布式光纤测量技术  35-36
  2.3 本章 小结  36-37
第三章 光纤温度监测仪器的标定方法和标准分析  37-51
  3.1 现有土工试验仪器、大坝监测仪器标准规范  37-40
    3.1.1 振弦式传感器的基本原理  37-38
    3.1.2 振弦式传感器的技术规范  38-39
    3.1.3 差动电阻式传感器的基本原理  39-40
    3.1.4 差动电阻式传感器的技术规范  40
  3.2 光纤光栅温度传感器标定及计算公式分析  40-45
    3.2.1 标定方法和标准  40-41
    3.2.2 供应商提供的温度传感器计算公式及参数检验  41-43
    3.2.3 光栅光纤温度传感器适宜的计算公式  43-45
  3.3 基于拉曼散射原理的分布式测温光纤标定分析  45-49
    3.3.1 分布式测温光纤的温度测值检验  45-46
    3.3.2 分布式测温光纤的温度修正值  46-47
    3.3.3 分布式测温光纤的长度修正  47-49
    3.3.4 分布式测温光纤的空间定位  49
  3.4 本章 小结  49-51
第四章 光纤传感技术在三峡水库坝前水温监测中的应用  51-68
  4.1 三峡坝前水温监测概况  51-52
  4.2 监测仪器布置  52-53
  4.3 监测成果的对比及合理性分析  53-55
  4.4 坝前水温监测成果规律性分析  55-67
    4.4.1 坝前垂向水温监测成果分析  56-61
    4.4.2 坝前各高程水温监测成果分析  61-65
    4.4.3 坝前温度监测规律性分析  65-67
  4.5 小结  67-68
第五章 结论与展望  68-70
  5.1 结论  68-69
  5.2 展望  69-70
参考文献  70-73
致谢  73

相似论文

  1. 风鹅腌制工艺改进及其品质变化规律的研究,TS251.55
  2. 汾酒发酵过程中香味成分变化规律的研究,TS262.32
  3. 曲沃县设施蔬菜施肥现状及土壤养分变化规律,S626
  4. 脑卒中急性期血压的变化规律及其与预后关系的研究,R743.3
  5. 长周期光纤光栅光谱特性及传感特性的研究,TP212
  6. 光纤光栅型光分插复用器研究,TN253
  7. 基于光子晶体光纤光栅的谱特性及其传感应用研究,TP212
  8. 基于布里渊散射的分布式传感关键技术的研究,TP212.14
  9. 基于光纤光栅的索力传感器的研制与应用,TU317
  10. 特种光纤光栅多参量传感及应用研究,TP212.14
  11. 鼓风机动态应力监测,TH44
  12. 一种压电式四维力传感器的结构优化和多维力传感器标定方法研究,TP212
  13. 分布式光纤扰动监测系统信号调理技术的研究,TN911.3
  14. 基于空间自相关分析的工业发展差异研究,F224
  15. 光纤光栅温度特性研究,TN253
  16. 河南许昌新龙煤业梁北矿副井进风井筒风温变化规律研究,TD727
  17. 基于ARM的光纤光栅高压电缆温度监控系统的研究,TM247
  18. 猪粪堆肥中微生物变化规律及芽孢杆菌分离与鉴定,S141.4
  19. 基于荧光强度比的光纤布拉格光栅温度应变传感器,TP212.14
  20. 嵌入式光纤布拉格光栅解调系统的研究与实现,TN253
  21. 本征式光纤光栅智能结构研究,TP212.6

中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利枢纽、水工建筑物 > 水库管理 > 水库观测 > 水文观测
© 2012 www.xueweilunwen.com