光纤式光照强度监测系统设计与关键技术研究

光纤式光照强度监测系统设计与关键技术研究

【摘要】： 随着社会智慧化的发展,对气象信息获取的需求与日俱增。光照强度作为重要的气象监测对象之一,在智能电网、智能农业等领域具有重要的监测需求,其有效监测正受到越来越多的关注和研究。由于当前较成熟的电子式光照强度监测技术存在需要有源供电、抗电磁干扰能力弱等不足,使得其应用范围受到了极大限制。因此,研究具有无源化、抗电磁干扰特点的新型的光照强度测量技术具有重要的应用价值。本论文对基于光纤传感技术的光照强度测量技术及实现展开了研究,主要研究工作及成果如下:1.设计了基于发热电阻、超磁致伸缩材料、悬臂梁等三种光纤式光照强度测量方案,并对其可行性与性能分别进行了理论分析对比和建模仿真。基于对性能、成本及可行性的分析,优选了基于悬臂梁的测量方案。2.针对基于悬臂梁的光纤式光照强度测量方案中所存在的悬臂梁应变太小及通电线圈产生磁场偏小问题,分别提出了一种悬臂梁优化设计方案和一种线圈串联方案,并分别进行了建模仿真或实验探究。结果表明,优化后悬臂梁的应变最大处为优化前的近4倍,所设计的线圈串联方案磁场可提升5倍。3.设计了光纤式光照强度实时监测系统,将系统分为光照数据采集模块、数据传输通道、光信号发射与接收模块、数据处理模块和显示模块。通过实际的系统搭建及运行测试,证明该系统稳定性高,误差小。

【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017

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