一、光纤传感高温测量系统在重油气化炉上的应用（论文文献综述）
田琴[1]（2020）在《光纤高温应变双参量同时精确测量传感器关键技术研究》文中指出实时监测高速飞行器蒙皮关键部位的温度和应变是掌握飞行器飞行过程中的热应力变化状况的重要技术手段,可为飞行器结构的在役安全性、可靠性和耐久性提供技术保障。光纤传感器凭借其高的响应灵敏度、小巧的自身体积、良好的抗电磁干扰能力、耐高温、耐腐蚀、可同时实现多点和多参量测量等特点,在高温环境中的热结构健康检测方面展现出巨大的应用潜力。但是,光纤高温应变传感技术在实际应用中仍然存在技术问题。本论文以高速飞行器蒙皮表面的高温应变检测为研究背景,围绕提高光纤传感器的热稳定性,实现高温环境中的温度应变双参量精确测量和实现高灵敏度应变检测展开研究。在提高光纤传感结构的热稳定性的基础上,设计光纤高温应变双参量同时精确测量传感器,采用温度补偿方式进行解调,实现了高温环境中的温度和应变的同时精确测量,在一定程度上改进了高温环境中温度和应变的解调方式,提高了解调系统的精确性。研究内容如下:（1）设计并制作了一种双光纤热再生光栅级联结构的光纤高温应变传感器,在高温环境中对其热稳定性、温度和应变响应特性进行实验研究,并对其实验结果进行讨论分析。在该结构基础上,结合套管封装技术,设计并研制了两种双光纤热再生光栅级联结构与附加套管相结合的光纤高温应变传感器,采用温度补偿方式进行解调,实现在高温环境中的温度应变双参量精确测量。（2）采用高温热处理方式,扩大光纤法布里-珀罗干涉结构的温度线性响应范围,提高其热稳定性。设计并制作出一种基于光纤法布里-珀罗干涉结构和光纤热再生光栅级联的光纤高温应变传感器,采用温度补偿方式进行解调,实现在高温环境中的温度-应变双参量精确测量。在此基础上,利用游标效应,设计并制作出一种新的高应变灵敏度的光纤高温应变传感器,实现高灵敏度的应变检测。（4）提出一种基于碳化硅复合材料的光纤高温应变传感器的封装结构,对上述光纤高温应变传感器进行封装研究。本文基于上述研究内容,为高速飞行器蒙皮健康监测领域亟需的传感器技术提供新思路。
杜玉环[2]（2018）在《基于新型光纤传感器的涡轮流量测量技术及应用研究》文中研究指明涡轮流量计具有测量精度高,重复性好,形小质轻,加工零部件少和可靠性高等优点,因而被广泛应用于科研实验和国防科技等诸多领域的流量测量中。传统涡轮流量计均采用电磁检测原理,但这种检测方式在强电磁环境中使用时容易受到电磁干扰,并且它所产生的附加电磁阻力矩会影响涡轮转子的转动。因此,在一些有特殊要求（如强电磁、高温高压）的测量环境中,传统的电磁涡轮流量计无法满足测量要求。另外,针对大范围变化的流量测量需求,提高涡轮流量计的量程比也亟待解决。为此,本文以涡轮流量计为研究对象,利用光纤传感器耐高温高压,不受电磁干扰以及远程测量的优点,提出了一种新型的光纤涡轮流量检测方法,针对上述问题开展了以下几个方面的研究:首先,提出并设计了双圈同轴式光纤的涡轮流量传感测量方法。通过对光纤探头的选型设计,设计了一种双圈同轴式光纤涡轮流量传感器,研究了其流量测量的工作原理及测量优势,指出其特点在于响应快、耐高温高压、不受电磁干扰和远程测量。之后,对双圈同轴光纤传感器的工作原理进行了描述,进一步,对该型光纤传感器的光纤出射光强场的分布模型和调制特性进行了深入的理论研究,进而完成了对光纤探头的尺寸设计。通过计算说明了该型光纤传感器的静态特性指标,包括测量范围、灵敏度、线性度等,针对其非线性特性研究了LS-SVM的非线性校正方法。在设计了光纤探头的强抗压密封安装方式的基础上,研制了4组不同规格的光纤涡轮流量传感器的实物。其次,研究了提高光纤涡轮流量计量程比的方法。通过建立涡轮流量计的理论数学模型并进行数值仿真计算,结果表明电磁涡轮流量计的电磁阻力矩在小流量测试时对涡轮转动影响较大,从理论上说明了光纤检测方式能够去除电磁阻力这一因素的正确性。接着,分析了涡轮流量计的输出特性,由于涡轮流量计的标定量程范围仅利用了线性区域,而非线性区约为输出特性1/3占比,为此提出了分段线性化法,用于非线性区的扩展测量,从而提高量程比。采用数学模型的计算结果对涡轮流量计输出特性的非线性区分段线性处理,开发了流量计扩展量程的多段线性模型,为光纤涡轮流量计的实验验证奠定了理论基础。然后,对光纤涡轮流量计进行实验室流量测量的验证。设计了光纤流量传感器的后处理电路,分析讨论了涡轮转动频率的时域和频域测量方法,选用了频域FFT方法作为流量检测的主要算法,自主搭建了一套基于LabVIEW的计算机在线流量测量的实验系统。以DN20涡轮流量计为测试对象,通过多组流量测量实验验证,说明了光纤涡轮流量计的准确性与可靠性。实验结果表明,光纤涡轮流量计的量程比相较于电磁式涡轮流量计提高了近3倍。通过实验说明设计的双圈同轴光纤涡轮流量计有效可靠,提高了量程比并且不受电磁干扰。最后,研究了基于DSP的智能光纤涡轮流量计及其在发动机上的应用。通过设计硬件系统和软件算法,研制了基于DSP的智能光纤涡轮流量计实物。基于超燃冲压发动机智能分布式控制系统的应用需求,设计了分布式控制系统结构,对燃烧室多传感器监测系统进行了深入研究,针对其中对燃油流量在线监测的需要,研究了发动机燃油供给循环系统,并分析了主动冷却管道中燃油物性的变化机理,提出了一种燃油流量在线监测的方案,即利用光纤涡轮流量计耐高温高压的优点,实时测量高温燃油管道的出口流量,与燃油密度的神经网络软测量模型相结合,可在线监测供给燃油的质量流量。其中研究了三种密度神经网络软测量模型,对比指出循环神经网络（RNN）软测量模型效果最好,为超燃冲压发动机燃油流量的在线监测提供了一种新的测量途径,具有一定的工程应用价值。
雍占锋[3]（2007）在《基于图像处理的火焰监测与燃烧诊断技术》文中进行了进一步梳理基于图像处理的火焰监测与燃烧诊断是当前国内外火焰监测与燃烧诊断领域的研究热点，是一种很有发展潜力的故障诊断技术。本文利用火焰图像监测研究了火焰形状、火焰色度、火焰诊断温度场分布等燃烧特征；采用数学方法从这些信息中获得了反映燃烧状况的特征信息(参数或图像等)，经数学提炼后得到了燃烧特征与燃烧工况的对应关系，进行了燃烧工况的研究，提出了燃烧优化措施。本文为了研究比色方法在火焰图像中的应用过程中产生的误差，先期通过火焰光谱实验，对火焰燃烧过程中光谱分布和特征谱线进行了实验和分析。光谱实验结果表明在可见光光谱，特别是红光波段存在比较明显的特征谱线(特别是钾离子)，火焰辐射在可见光波段并不能完全被认为是灰体辐射，火焰图像测量诊断温度场不能采用红光波段进行比色测温。基于以上可见光光谱分析，通过对火焰图像的采集、辐射能与温度场之间的关系以及图像测温进行了研究；采用绿蓝波段对等离子实验台获取的火焰图像诊断温度场进行了测量计算，并对单色辐射方程进行了改进。并通过图像处理技术对视频监控进行了可视化研究，创新采用了二次成像技术得到了满意的效果，研究认为火焰图像比色测温是比较精确的大面积温度测量的手段，炉膛内温度场比较平滑、温度梯度较小。基于火焰温度场实验分析和光谱实验结论，我们创新性的采用了微波谐振腔创造了超高磁电场梯度形成的高温度梯度区域，并对此超高磁电场对燃烧过程的影响进行研究，研究认为超高磁电场温度梯度对于燃烧反应有良好的促进作用。
于秀丽,尤晓玲[4]（2005）在《应用光纤高温传感器测量温度》文中研究表明主要介绍光纤传感高温测量系统的测温原理,测温系统的组成、特点及实际应用。
尹忠海,严再清[5]（2001）在《光纤传感高温测量系统在重油气化炉上的应用》文中研究指明
二、光纤传感高温测量系统在重油气化炉上的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光纤传感高温测量系统在重油气化炉上的应用（论文提纲范文）
（1）光纤高温应变双参量同时精确测量传感器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光纤传感技术概述 |
| 1.2.1 光纤传感器原理 |
| 1.2.2 光纤传感器分类 |
| 1.3 光纤高温应变传感技术研究现状 |
| 1.3.1 光纤高温应变双参量传感技术的研究现状 |
| 1.3.2 温度应变交叉敏感问题研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第二章 光纤高温应变传感器基础理论 |
| 2.1 光纤RFBG型传感器工作原理及传感机理 |
| 2.1.1 光纤光栅的制备机理 |
| 2.1.2 光纤RFBG的形成机理 |
| 2.1.3 光纤RFBG的基本原理 |
| 2.1.4 光纤RFBG的温度和应变的传感机理 |
| 2.2 光纤FPI传感器工作原理及传感机理 |
| 2.2.1 光纤FPI传感器的基本原理 |
| 2.2.2 光纤FPI传感器的温度和应变的传感机理 |
| 2.3 温度应变交叉敏感特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于RFBG的光纤高温应变双参量传感器 |
| 3.1 RFBG结构的热稳定性研究 |
| 3.1.1 RFBG的制备 |
| 3.1.2 热稳定性研究 |
| 3.2 基于双RFBG级联结构的光纤高温应变双参量传感器 |
| 3.2.1 双RFBG级联传感器的设计制作 |
| 3.2.2 温度应变实验装置 |
| 3.2.3 温度和应变的响应分析 |
| 3.2.4 温度应变双参量同时测量分析 |
| 3.3 基于双RFBG级联结构的光纤高温应变双参量精确测量传感器 |
| 3.3.1 光纤高温应变传感器的设计制作 |
| 3.3.2 高温应变传感器传感特性研究 |
| 3.3.3 基双RFBG级联结构的光纤高温应变传感器的对比分析 |
| 3.3.4 温度应变双参量同时精确测量理论分析 |
| 3.4 高应变灵敏度的光纤高温应变双参量精确测量传感器 |
| 3.4.1 高灵敏度光纤高温应变传感器的设计原理 |
| 3.4.2 高灵敏度光纤高温应变传感器的设计制作 |
| 3.4.3 温度和应变的表征及讨论 |
| 3.4.4 温度应变双参量传感分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于FPI的光纤高温应变双参量传感器 |
| 4.1 光纤FPI传感器的温度和应变的传感性能研究 |
| 4.1.1 光纤FPI传感器的设计制作 |
| 4.1.2 光纤FPI传感器的温度响应特性 |
| 4.1.3 基于SMF-28 的光纤FPI传感器的热稳定性分析 |
| 4.1.4 基于纯石英单模的光纤FPI传感器的热稳定性研究 |
| 4.1.5 经过退火处理的光纤FPI传感器的温度响应特性研究 |
| 4.1.6 经过退火处理的光纤FPI传感器的应变响应特性研究 |
| 4.1.7 经过热处理的纯石英单模-光纤FPI传感器的应变响应特性研究 |
| 4.2 基于FPI级联温度补偿结构的光纤高温应变双参量精确测量传感器 |
| 4.2.1 光纤传感器的设计制作及原理分析 |
| 4.2.2 温度和应变的实验表征 |
| 4.2.3 温度应变双参量传感 |
| 4.2.4 基于FPI结构的光纤高温应变双参量传感器的对比分析 |
| 4.3 基于游标效应和应力集中效应的高灵敏光纤高温应变传感器 |
| 4.3.1 传感器的设计制作 |
| 4.3.2 传感器的原理分析 |
| 4.3.3 温度和应变的响应表征 |
| 4.3.4 温度应变双参量响应分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 光纤高温应变传感器封装保护研究 |
| 5.1 光纤高温应变传感器的封装保护 |
| 5.2 经过封装的光纤高温应变传感器的原理分析 |
| 5.3 经过封装的光纤高温应变传感器的实验装置 |
| 5.4 光纤高温应变传感器的温度应变双参量表征及分析 |
| 5.4.1 温度响应特性研究 |
| 5.4.2 应变响应特性研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 作者简介 |
（2）基于新型光纤传感器的涡轮流量测量技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 涡轮流量计的发展历程综述 |
| 1.1.1 涡轮流量计的研究进展 |
| 1.1.2 目前涡轮流量计存在的主要问题 |
| 1.2 光纤传感技术及其在流量测量中的研究进展 |
| 1.2.1 光纤传感技术的发展 |
| 1.2.2 国外光纤流量传感技术的研究现状 |
| 1.2.3 国内光纤流量传感技术的研究现状 |
| 1.3 本文的研究目的和内容安排 |
| 1.3.1 研究意义和目的 |
| 1.3.2 组织结构与内容提要 |
| 第2章 光纤涡轮流量测量技术的理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤传感器的特性分析 |
| 2.2.1 光纤的机械特性 |
| 2.2.2 光纤的损耗特性 |
| 2.2.3 光纤的结构特性 |
| 2.3 双圈同轴光纤涡轮流量传感器 |
| 2.3.1 光纤涡轮流量传感器的原理 |
| 2.3.2 双圈同轴式光纤探头的结构 |
| 2.4 双圈同轴光纤传感器检测原理 |
| 2.5 双圈同轴光纤涡轮流量传感器的特点 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 双圈同轴式光纤传感器探头的设计研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双圈同轴型光纤传感器理论特性 |
| 3.2.1 光纤出射光强分布模型的研究 |
| 3.2.2 双圈同轴式光纤传感器的调制特性 |
| 3.3 双圈同轴光纤传感器的设计与静态特性分析 |
| 3.3.1 光纤传感器的尺寸设计 |
| 3.3.2 光纤传感器的静态特性 |
| 3.3.3 LS-SVM的非线性补偿 |
| 3.4 双圈同轴光纤探头的制作与安装 |
| 3.5 双圈同轴光纤涡轮传感器数值仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 光纤涡轮流量计的量程扩展方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光纤涡轮流量计的理论模型研究 |
| 4.2.1 涡轮流量计数学模型 |
| 4.2.2 数学模型可靠性验证 |
| 4.3 各因素对涡轮转动的影响分析 |
| 4.3.1 各力矩对涡轮的影响 |
| 4.3.2 电磁力矩对传感器的影响分析 |
| 4.3.3 涡轮开始转动时的最小流量 |
| 4.3.4 温度对涡轮流量传感器的影响 |
| 4.4 提高量程比的方法研究 |
| 4.4.1 DN20 电磁涡轮流量计的量程比 |
| 4.4.2 非线性函数的近似处理 |
| 4.4.3 光纤涡轮流量计的线性化模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 光纤涡轮流量测量系统的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 涡轮流量计中光纤动态信号处理方法 |
| 5.2.1 时域频率测量方法 |
| 5.2.2 频域频率测量方法 |
| 5.2.3 基于FFT的信号处理算法 |
| 5.3 涡轮流量测试系统的软硬件设计 |
| 5.3.1 总体结构设计 |
| 5.3.2 实验硬件电路设计 |
| 5.3.3 数据采集和程序设计 |
| 5.4 实验验证与结果讨论 |
| 5.4.1 流量计非线性区流量测量实验验证 |
| 5.4.2 电磁涡轮流量计实验及分析 |
| 5.4.3 光纤涡轮流量计实验及分析 |
| 5.4.4 两组流量计同时测试的实验及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 智能光纤涡轮流量计在分布式控制中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于DSP的智能光纤涡轮流量计研制 |
| 6.2.1 硬件电路的设计 |
| 6.2.2 软件算法的设计 |
| 6.2.3 系统功能与验证 |
| 6.3 发动机的分布式控制系统概述 |
| 6.4 燃烧室多传感器监测系统 |
| 6.4.1 监测参数的方案 |
| 6.4.2 传感器监测位置的选取 |
| 6.5 通信总线接口技术 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 光纤涡轮流量计在燃油流量在线监测中的应用 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 发动机燃油循环系统方案 |
| 7.2.1 循环方案设计 |
| 7.2.2 工作状态分析 |
| 7.2.3 燃油相变机理 |
| 7.3 两相燃油质量流量测量方案设计 |
| 7.3.1 两相流体质量流量测量原理 |
| 7.3.2 两相流对涡轮转动的影响 |
| 7.3.3 燃油密度的在线测量方案 |
| 7.4 基于神经网络的传感器在线软测量模型 |
| 7.4.1 数据准备与网络结构选取标准 |
| 7.4.2 BP神经网络密度软测量模型 |
| 7.4.3 RBF神经网络密度软测量模型 |
| 7.4.4 RNN神经网络密度软测量模型 |
| 7.4.5 三种网络模型对比及结论 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 论文主要工作 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间发表的学术论文和参加科研情况 |
（3）基于图像处理的火焰监测与燃烧诊断技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| §第一章 绪论 |
| §1.1 课题的研究背景和意义 |
| §1.2 火焰监测与燃烧诊断技术简介 |
| §1.2.1 目前主流火焰监测系统组成 |
| §1.2.2 图像处理技术在火焰监测与燃烧诊断中的应用 |
| §1.2.3 其它类型火焰监测与燃烧诊断技术 |
| §1.3 本课题相关领域的历史、现状和发展前沿 |
| §1.4 现有燃煤锅炉火焰监测器存在的问题 |
| §1.4.1 现有产品实际工程应用中的三个常见问题 |
| §1.4.2 图像测温的两个问题 |
| §1.5 研究目标和研究内容 |
| §第二章 火焰成像光谱分析 |
| §2.1 火焰成像光谱和图像测温之间的关系 |
| §2.2 火焰发射光谱与燃烧热辐射之间关系 |
| §2.3 火焰成像光谱与颜色 |
| §2.4 实验介绍 |
| §2.5 本章小结 |
| §第三章 火焰成像过程和辐射测温 |
| §3.1 CCD阵列传感器采样的研究 |
| §3.2 火焰单色辐射和温度场的关系研究 |
| §3.3 比色测温分析 |
| §3.3.1 比色测温基本原理 |
| §3.3.2 误差分析及波长的选择 |
| §3.4 本章小结 |
| §第四章 火焰图像处理及温度场测量 |
| §4.1 比色标定法计算火焰图像温度场 |
| §4.2 CCD相机图像分析和图像处理实验 |
| §4.3 图像可视化与清晰化处理 |
| §4.3.1 火焰图像预处理 |
| §4.3.2 图像清晰化算法 |
| §4.4 火焰图像色温的标定研究 |
| §4.5 火焰图像的光学图像处理 |
| §4.6 本章小结 |
| §第五章 电磁场强化在燃烧诊断中的研究 |
| §5.1 火焰稳定着火的研究 |
| §5.2 现有等离子燃烧器研究 |
| §5.3 微波在燃烧过程中的作用 |
| §5.4 微波等离子体的激发和维持 |
| §5.5 采用微波对燃料或空气预加热再点火 |
| §5.6 微波对煤粉等离子化着火的研究 |
| §5.7 本章小结 |
| §第六章 结论与展望 |
| §4.1 结论 |
| §4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
（4）应用光纤高温传感器测量温度（论文提纲范文）
| 1 光纤高温传感器的基础原理 |
| 2 光纤传感高温测量系统的组成 |
| 2.1 传感部分 |
| 2.2 信号转换及处理部分 |
| 3 光纤高温传感器的应用3.1 应用情况 |
四、光纤传感高温测量系统在重油气化炉上的应用（论文参考文献）
- [1]光纤高温应变双参量同时精确测量传感器关键技术研究[D]. 田琴. 西北大学, 2020
- [2]基于新型光纤传感器的涡轮流量测量技术及应用研究[D]. 杜玉环. 西北工业大学, 2018(02)
- [3]基于图像处理的火焰监测与燃烧诊断技术[D]. 雍占锋. 北京化工大学, 2007(05)
- [4]应用光纤高温传感器测量温度[J]. 于秀丽,尤晓玲. 甘肃科技, 2005(11)
- [5]光纤传感高温测量系统在重油气化炉上的应用[J]. 尹忠海,严再清. 工业计量, 2001(S1)