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基于DSP的光纤氢气传感器信号处理技术的研究

作　者: 葛汉明
导　师: 张冈
学　校: 华中科技大学
专　业: 机械工程
关键词: 氢气光纤传感器数字信号处理微弱信号检测
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 25次
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内容摘要

能源是带动世界发展的重要一环,氢气作为一种新型、高效的清洁能源受到各个国家的重视,如何安全的使用氢能源已作为一个重要的课题摆在大家面前。氢气的准确检测关系到了氢能源使用的安全性。有鉴于此,本项目主要研究光纤传感器系统的数字信号处理单元,致力于开发出一种基于DSP处理器的简单、快速且能适应各种环境下的光纤氢气检测系统。数字信号处理是利用计算机或专用处理设备,以数值计算的方法对信号进行滤波、变换、压缩、识别、增强等加工处理以达到提取有用信息,便于应用的目的。随着计算机和信息学科的快速发展,数字信号处理理论和技术日益成熟,在各个领域得到广泛的应用。本论文首先在广泛阅读和深入了解国内外相关文献的基础上,结合微弱信号的数字处理的相关情况,分析了氢气检测的难点,论证了氢气微弱信号检测的可行性。充分利用数字信号处理的优越性,把DSP处理器引入到光纤氢气传感器检测中。在信号处理系统实现方面,以DSP芯片TMS320F2812为核心,设计和开发了数字信号处理的外围电路。利用TI公司软件开发平台CCS,以微弱信号检测为理论基础,研究了数字滤波器、数字锁定放大器技术,最终实现了性能稳定的光源驱动单元以及光纤氢气的信号检测系统。最后基于以上的讨论和研究,研制出了基于DSP的数字信号处理单元,并在实验室已有平台的支撑下进行了氢气传感器的检测实验。实验结果表明以DSP处理器为核心所开发的信号处理系统在信号分析、处理方面有很大的优越性及广阔的应用前景。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 引言  8-9
  1.2 光纤氢气传感器  9-10
  1.3 DSP 技术的研究现状  10-13
  1.4 课题的主要工作内容  13-14
2 氢气传感器信号处理的理论基础  14-25
  2.1 微弱信号检测  14-20
  2.2 快速傅立叶变换  20-22
  2.3 数字滤波器  22-24
  2.4 小结  24-25
3 光纤氢传感器数字信号处理系统方案的研究与设计  25-34
  3.1 光纤氢气传感器系统简介  25-26
  3.2 传感器数字信号处理系统硬件方案的设计  26-30
  3.3 传感器数字信号处理系统软件方案的设计  30-33
  3.4 小结  33-34
4 基于 DSP 芯片 TMS320F2812 的数字信号处理系统的实现  34-48
  4.1 硬件的设计与实现  34-43
  4.2 软件的设计与实现  43-47
  4.3 小结  47-48
5 实验结果与分析  48-54
  5.1 引言  48-49
  5.2 实验仪器准备  49-50
  5.3 标准氢气检测试验  50-53
  5.4 小结  53-54
6 总结与展望  54-56
  6.1 工作总结  54
  6.2 研究展望  54-56
致谢  56-57
参考文献  57-59

基于DSP的光纤氢气传感器信号处理技术的研究

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