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用于智能电网的光纤光栅传感解调系统的研究

王有朋  
【摘要】:本文通过光纤光栅传感技术,为实现智能电网系统的在线监测需求进行了光纤光栅解调系统的设计,研发了应用于智能电网温度监测的解调系统,该解调系统具有精度高、体积小、便于安装的优点,并采用混合复用技术增加了解调系统的复用能力,通过实际的测量实验验证了本文设计的解调系统的合理性。在决定选择光纤光栅传感技术来实现智能电网系统的在线监测后,对光纤光栅传感器的传感原理、光纤光栅的温度及应力特性进行了详细的介绍,并对比了现阶段常用的解调方法的优缺点,最终选择了可调谐F-P滤波法作为本文的解调方法,为了提高系统的复用能力选择了混合复用技术来组建分布式传感网络,为解调系统的设计提供了理论依据。通过参考其他解调系统的设计方案制定了本文解调系统的组成模块,由智能电网测温的实际需要制定了本解调系统的性能指标,分析了解调系统所用器件的优缺点,根据系统指标对器件选型并进行了合理优化,通过Labview软件开发平台完成解调系统在线监测界面的设计及相关指令的运行,实现了测温系统在线监测的需要。解调精度是评判解调系统性能的重要指标,为提高系统的解调精度,本文优化了传统的小波阈值去噪算法,并对解调系统内部可能存在噪声的种类及其产生原因进行了分析,本文去噪算法的实现是在软、硬阈值函数的基础上,构建了一个新的阈值函数,利用Matlab对不同信号进行去噪仿真以验证其可靠性,最后对含噪光信号进行去噪,均提高了不同含噪信号的信噪比。为验证解调系统的实际测温情况,通过升温、降温实验得到了该解调系统温度-波长的对应关系,在实验中给出本解调系统的实测性能指标,实现了测温系统的在线监测,实验表明本文设计的解调系统能够适应实际工程的监测要求。


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