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《燕山大学》 2006年
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基于谐波检测技术的光谱吸收光纤乙炔气体传感器的研究

王久龙  
【摘要】:电力系统中大型变压器的安全运行具有十分重要的现实意义。随着我国电力事业的飞速发展,工矿企业电气化和用电量不断提高,各种变压器得到日益广泛的应用。在运行过程中,变压器油中可能会产生故障气体,本文研究变压器油中出现的故障气体-乙炔实现高灵敏度的在线遥测,实现对变压器运行状况的实时监视。 光纤气体传感器由于它的一系列独特的技术优越性而受到广泛应用。本文在综述光纤气体传感器的发展过程和现状的基础上,分析了现有的光纤气体传感技术和方法所存在的一些弊端,指出它们的应用局限性。采用光谱吸收法,利用光纤传输光信号实现变压器油中故障气体的高灵敏度在线遥测。基于气体红外吸收的谐波检测技术,研究了一种新的光纤气体浓度检测方法。这种测量方法具有灵敏度高、不受环境气体影响、抗电磁干扰等优点,可以应用于危险或恶劣的环境中。 本文应用量子力学和分子光谱理论分析了气体分子的吸收中心波长、吸收线型、吸收线宽和吸收谱线的强度分布等特性,给出了Beer-Lambert定律的理论解释。 在理论分析的基础上,本文进行了光路、电路和气室的设计。在电路设计上采用锁相放大器来提取微弱信号,最大限度的抑制噪声,提高系统的信噪比。 本文最后通过光纤链路损耗实验和气体浓度与二次谐波关系等实验验证了该乙炔气体浓度谐波检测系统设计的可行性,并给出了相应的实验结果。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP212

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张可可;光谱吸收式光纤气体检测理论及技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 杨蕊;数字化光纤气体检测系统方案研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 姬兴;分布式光纤安全防卫监测系统灵敏度调节的研究[D];重庆大学;2011年
3 林程远;光纤气体传感器时分复用系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 魏丽;基于光谱吸收的CO_2浓度检测系统的理论与实验研究[D];燕山大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶险峰,汤伟中;CH_4气体光纤传感器的研究[J];半导体光电;2000年03期
2 刘,黄尚廉,陈伟民,黎学明,张玉奇;拉曼光谱学用于监测变压器油中的甲烷气体的研究[J];传感技术学报;1998年01期
3 王玉田,郭廷荣,王莉田,侯培国;吸收式光纤甲烷气体传感器的研究[J];传感技术学报;2001年01期
4 尚丽平;紫外荧光法测定烟气中SO_2浓度的研究[J];传感技术学报;2001年02期
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6 王玉田,王莉田,郑龙江,侯陪国;光纤气体传感器的研究[J];燕山大学学报;2000年04期
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9 宁炜,盛凯夫,曹永迁,余墩录,薛中渝;用光纤传感系统进行燃烧测量和诊断[J];光电子·激光;1998年03期
10 谢亚斐;一种新型红外微差CO分析仪[J];环境与开发;1997年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王莉田;光纤传输光推动油罐多参数测量系统理论与实验研究[D];燕山大学;2000年
2 郭增军;基于光谱吸收光纤甲烷气体传感系统的研究[D];燕山大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王杰;光纤乙炔气体传感器的研究[D];燕山大学;2001年
2 郭廷荣;光谱吸收式光纤甲烷气体传感器的研究[D];燕山大学;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 涂建坤,陆润华,江斌,依晓春,沈奶连;用波长扫描法测试光纤偏振模色散[J];半导体光电;2003年05期
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8 王璘;计忠瑛;王忠厚;刘学斌;;热真空环境中超亮白光LED发光强度性能研究[J];半导体光电;2006年01期
9 管立君;张景超;褚衍平;刘宇蕾;;光纤光栅式甲烷浓度差分检测系统研究[J];半导体光电;2008年02期
10 余贶琭;吴重庆;郭旋;王智;王拥军;;光纤气体传感网络的研究进展[J];半导体光电;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 戚振彪;齐慧;廖军;蒲道杰;;电子式电流互感器的研究[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年
3 刘长武;吴鑫;陈泽辉;;基于光纤微弯传感的三维物理模型应力测量技术[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
4 吴让新;张苏;段尚琪;;昆明供电局电缆隧道集中监控系统的应用[A];2010年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2010年
5 尚中锋;张青云;陈海永;王书潜;张永怀;;基于车载激光甲烷泄漏检测系统[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
6 刘兰书;张文松;朱香平;;基于光纤荧光的电火工品电磁脉冲危害的测试研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 朱奎义;;车载式钢轨断面动态测量装置[A];发展重载运输技术适应经济社会建设——铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集(工务部分)[C];2011年
8 陈熙源;姜峰;;光纤光栅传感器在分布式系统中应用的软硬件实现[A];2004年船舶仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
9 王晓玲;郎晓萍;牛春晖;;光信息科学与技术专业课程改革研究[A];2006-2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会2010年全体会议论文集[C];2010年
10 王欣;;光纤入侵传感技术研究[A];四川省电子学会传感技术第九届学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 凌张伟;基于临界折射纵波和表面波的压力容器压力测量方法研究[D];浙江大学;2010年
2 朱珊莹;强度调制型光纤传感器建模分析与设计实现[D];华中科技大学;2011年
3 祝玉泉;调谐激光吸收光谱技术在典型灾害气体检测中应用研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 徐实学;材质表面散射光偏振特性分析用于空间目标探测的研究[D];南京理工大学;2011年
5 余贶琭;基于吸收光谱法的光纤气体传感器及传感网络[D];北京交通大学;2011年
6 崔海霞;太赫兹波传输及传感若干问题的研究[D];长春理工大学;2011年
7 孟凡勇;基于OFDR技术的管道防破坏预警系统设计与信号分析处理方法研究[D];河北工业大学;2010年
8 高楠;调谐二极管激光吸收光谱中的若干关键技术研究[D];天津大学;2012年
9 林晓琳;光纤式涡街流量测量技术的研究[D];燕山大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡霁;基于匹配法的嵌入式光纤光栅温度传感系统[D];南昌航空大学;2010年
2 饶玉芳;无掩模光刻系统的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
3 张艳艳;实用塑料光纤连接器与反射式光纤位移传感器设计研究[D];山东科技大学;2010年
4 钮庆良;时间分辨光谱技术在免疫分析中的应用[D];长春理工大学;2010年
5 贾林涛;折射率调制光纤气体传感系统设计与研究[D];郑州大学;2010年
6 王晓东;基于红外吸收型CO_2浓度分析仪设计[D];郑州大学;2010年
7 罗小军;基于VFC的电子式电流互感器的设计[D];山东农业大学;2010年
8 杨蕊;数字化光纤气体检测系统方案研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 石建中;近红外光纤甲烷气体检测系统方案设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王江波;并联型三相三线制有源电力滤波器控制系统的研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶险峰,汤伟中;CH_4气体光纤传感器的研究[J];半导体光电;2000年03期
2 邓军,单江东,张娜,田小建;大功率半导体激光器驱动器的研究与设计[J];半导体光电;2003年05期
3 王玉田,郭廷荣,王莉田,侯培国;吸收式光纤甲烷气体传感器的研究[J];传感技术学报;2001年01期
4 王玉田,郭增军,王莉田,侯培国;透射式光纤甲烷气体传感器的研究[J];传感技术学报;2001年02期
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6 孙尧;贾波;张天照;;基于反馈环全光纤干涉的定位系统[J];传感器与微系统;2006年01期
7 毕卫红,郑绳楦;光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉腔在传感器中的应用[J];燕山大学学报;2000年02期
8 杨大柱;;MATLAB环境下FIR滤波器的设计与仿真[J];电子技术应用;2006年09期
9 王广昌,张曙,陆水;大气微量成分的光谱探测及其发展趋势[J];光电子技术与信息;1997年05期
10 刘建国,刘文清,魏庆农;我国的环境监测仪器产业状况及监测高技术创新的研究[J];光电子技术与信息;2002年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 晏长岭;垂直腔面发射激光器的研制及其特性分析[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
2 郭增军;基于光谱吸收光纤甲烷气体传感系统的研究[D];燕山大学;2003年
3 马维光;甲烷气体分子高灵敏高分辨吸收光谱的理论与实验研究[D];山西大学;2005年
4 张景超;光纤光学式甲烷气体传感器的设计与实验研究[D];燕山大学;2006年
5 肖韶荣;大气监测光纤气体传感器的研究[D];南京理工大学;2006年
6 曲艺;甲烷与一氧化碳浓度光学检测[D];吉林大学;2006年
7 王艳菊;基于光谱吸收的光纤式有害气体测量技术的研究[D];燕山大学;2006年
8 李宁;基于可调谐激光吸收光谱技术的气体在线检测及二维分布重建研究[D];浙江大学;2008年
9 撒继铭;光纤CO气体传感器的理论建模及设计实现[D];华中科技大学;2007年
10 高博;基于PZT的主动锁模光纤激光器腔长控制技术研究[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨蕊;数字化光纤气体检测系统方案研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 石建中;近红外光纤甲烷气体检测系统方案设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 贺俊博;气体检测系统中稳定LD工作的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 郭廷荣;光谱吸收式光纤甲烷气体传感器的研究[D];燕山大学;2001年
5 何玉钧;基于自发布里渊散射的分布式光纤传感技术的研究[D];华北电力大学;2002年
6 郑轶;Brillouin散射型分布式光纤传感系统的高速数字BOXCAR技术的研究[D];浙江大学;2003年
7 范胜利;基于高速数字BOXCAR的布里渊DOFS数据处理系统的实现[D];浙江大学;2004年
8 刘瑾;光谱吸收式光纤甲烷气体传感系统的研究[D];燕山大学;2004年
9 薛剑;相位调制型光纤电流传感器的研究[D];华北电力大学(河北);2004年
10 安亚青;基于Fabry-Perot干涉仪的光纤电流传感器的研究[D];华北电力大学(河北);2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 林程远;王琢;曹家年;;光谱吸收式的气体传感器时分复用系统[J];应用科技;2011年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 高楠;调谐二极管激光吸收光谱中的若干关键技术研究[D];天津大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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2 林程远;光纤气体传感器时分复用系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 王倪颖;红外吸收法CO_2浓度监测系统的设计与组建[D];南京理工大学;2012年
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5 颜世平;CO_2浓度实时检测方法及其实现研究[D];湖南大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶险峰,汤伟中;CH_4气体光纤传感器的研究[J];半导体光电;2000年03期
2 周浩敏,韩颖,刘广玉;硅微传感器中微弱信号的相关检测[J];北京航空航天大学学报;1999年01期
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8 王桂荣,王新生;光纤位移传感器[J];传感器技术;1996年01期
9 刘桂君,于文江;多级变介电常数电容式液位测量变送器的研究[J];传感器技术;1996年01期
10 王莉田,史锦珊,王玉田;吸收式环境气体光纤传感器[J];传感器技术;1996年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王莉田;光纤传输光推动油罐多参数测量系统理论与实验研究[D];燕山大学;2000年
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1 王杰;光纤乙炔气体传感器的研究[D];燕山大学;2001年
【相似文献】
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1 王玉田,孟宗,刘卫东;环境监测与光纤气体传感器[J];世界科技研究与发展;2001年06期
2 刘文琦,牛德芳;透射式光纤气体传感器的研究[J];仪表技术与传感器;1998年01期
3 阎卫平,刘文琦,牛德芳,汤素芬;光纤气体传感器的研究[J];传感技术学报;1998年03期
4 肖韶荣,高志山,朱日宏,金建;大气监测中光纤气体传感器灵敏度的自动设定[J];红外与激光工程;2005年02期
5 越方禹,韩蕴,黄俊;高分子膜及其在光纤气体传感器中的应用[J];传感器技术;2003年08期
6 王玉田,王莉田,郑龙江,侯陪国;光纤气体传感器的研究[J];燕山大学学报;2000年04期
7 王书涛,车仁生,王玉田,田庆国;基于光声光谱法的光纤气体传感器研究[J];中国激光;2004年08期
8 关晓平;差动吸收式光纤气体传感器研究[J];传感器世界;2001年04期
9 王立新,张爱军,张宇,罗德新,甘维兵;光谱吸收型光纤气体传感器的研究[J];传感器技术;2005年01期
10 郭铁梁;光纤气体传感技术及其应用[J];煤矿机械;2004年04期
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1 廖锡任;;乙炔的制备和性质一体化的微型实验研究[A];微型化学实验专辑论文集[C];2004年
2 鲍卫仁;吕永康;;等离子体热解煤制乙炔的研究[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
3 马超平;卢木娇;卢凤珍;沈戮;;乙炔制备与性质一体化的微型实验探索[A];微型化学实验专辑论文集[C];2004年
4 龙永福;李银奎;李德湛;刘钧;贾永博;;聚β-单壬氧基萘乙炔的合成研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
5 朱燕娟;唐振方;张海燕;何艳阳;伍春燕;王金华;陈易明;;乙炔的等离子体热解产物:富勒烯C_(60)的合成[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年
6 伍建华;;用液化石油气进行喷涂[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
7 周安若;王铁;周上祺;刘林飞;黄玉堂;;空气/乙炔混合气体离子氮化工艺研究[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
8 董小鹏;付松年;游佰强;;采用新型相关光谱法的光纤气体传感器[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
9 张英锋;;乙炔的制取和化学性质微型实验初探[A];微型化学实验专辑论文集[C];2004年
10 赵育榕;谭都平;景喜林;车春霞;;LY-C_2-02催化剂催化性能综合分析[A];甘肃省化学会第二十五届年会、第七届甘肃省中学化学教学经验交流会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 张银炎;天然气可替代乙炔[N];中国船舶报;2005年
2 济忠 立新;成立物流公司税负下降许多[N];海峡财经导报;2007年
3 石磊;天然气乙炔验收[N];中国石化报;2004年
4 记者 周亚光;新疆乙炔工程开工[N];中国化工报;2006年
5 本报记者 曾祥素;乙炔市场拉响安全警报[N];中国质量报;2000年
6 蒋万全;新疆最大乙炔项目开局良好[N];中国化工报;2006年
7 通讯员  蒋万全;新疆最大乙炔项目全线开工[N];中国石油报;2006年
8 记者 李晓岩;等离子体法煤制乙炔有望取代电石法[N];中国化工报;2005年
9 记者 张兴刚 张建民;干法乙炔新技术列入国家示范[N];中国化工报;2007年
10 刘枫;新疆维美化工乙炔工程开工建设[N];新疆日报(汉);2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吕永康;等离子体热解煤制乙炔及热力学和动力学分析[D];太原理工大学;2003年
2 黄正国;基质隔离—红外光谱和量化计算研究金属原子与甲醇及乙炔的反应[D];复旦大学;2004年
3 李明东;以煤层气为冷却剂的等离子体裂解煤制乙炔方案研究[D];清华大学;2004年
4 田原宇;煤的化学族组成初步研究及其在煤等离子体热解制乙炔中的应用[D];太原理工大学;2004年
5 撒继铭;光纤CO气体传感器的理论建模及设计实现[D];华中科技大学;2007年
6 徐云鹏;微波技术在甲烷转化过程中的应用[D];中国科学院大连化学物理研究所;2001年
7 张景超;光纤光学式甲烷气体传感器的设计与实验研究[D];燕山大学;2006年
8 王志方;天然气制乙炔工艺的氢能利用与多联产系统[D];北京化工大学;2008年
9 宋科峰;部分大气分子同位素的高分辨光谱研究[D];中国科学技术大学;2010年
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1 王久龙;基于谐波检测技术的光谱吸收光纤乙炔气体传感器的研究[D];燕山大学;2006年
2 潘爱军;基于光谱吸收法的光纤二氧化硫气体传感器的研究[D];电子科技大学;2006年
3 王娜娜;光纤气体传感器的研究[D];江南大学;2012年
4 林程远;光纤气体传感器时分复用系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 张振友;环氧乙烷/乙二醇装置致稳甲烷气乙炔脱除反应的研究[D];北京化工大学;2000年
6 卜凡云;基于M-Z干涉仪的光纤气体传感器[D];江南大学;2012年
7 郭春文;氮等离子体炬裂解天然气制乙炔乙烯的研究[D];四川大学;2002年
8 李娟;热等离子体裂解天然气制乙炔的数值模拟与实验研究[D];四川大学;2004年
9 关有俊;含碳物质的电弧等离子体热解研究[D];太原理工大学;2004年
10 冉昌艳;光纤气体传感器的研究[D];武汉理工大学;2006年
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