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分布式光纤温度传感器原理研究和系统构建

摘要第1-5页
ABSTRACT第5-10页
绪论第10-13页
 1 课题研究背景第10-11页
   ·分布式光纤温度传感器的特点第10页
   ·分布式光纤温度传感器研究发展史第10-11页
 2 本课题研究的主要内容和要解决的问题第11-12页
   ·分布式光纤温度传感器系统原理研究第11页
   ·50MHz超高速数据采集电路的实现第11-12页
 3 分布式光纤温度传感器的分类及发展前景第12-13页
   ·分布式光纤温度传感器的分类第12页
   ·分布式光纤温度传感器的发展前景第12-13页
第一章 光纤传感器基础第13-19页
   ·折射与内部全反射第13-15页
   ·子午光线第15-16页
   ·斜交光线(SKEW RAYS)第16页
   ·弯曲光纤第16-17页
   ·模类型第17页
   ·交互耦合第17-18页
   ·光纤的类型第18-19页
第二章 光纤的损耗特性第19-23页
   ·损耗的机理第19-20页
   ·吸收损耗第20-21页
     ·本征吸收损耗第21页
     ·杂质吸收损耗第21页
     ·原子缺陷吸收损耗第21页
   ·散射损耗第21-22页
     ·线性散射损耗第22页
     ·非线性散射损耗第22页
   ·弯曲损耗第22页
   ·总结第22-23页
第三章 分布式光纤温度传感器原理第23-56页
   ·分布式光纤温度传感器系统综述第23-29页
     ·光纤瑞利(Rayleigh)背向散射的精细结构谱及其温度效应第23-24页
     ·Raman散射理论模型第24页
     ·分布式光纤测温系统及其工作原理第24-26页
     ·测温精度分析第26-29页
   ·分布式光纤温度传感器系统的稳定性第29-31页
     ·分布式光纤传感器系统的稳定性分析第29-30页
     ·提高分布式光纤传感器系统的稳定性措施第30-31页
     ·另外需要注意的问题第31页
   ·RAMAN散射型分布式光纤温度传感器系统的温度标定第31-34页
     ·温度标定问题第31-33页
     ·温度标定的系统实现第33-34页
   ·光纤传感器光源驱动技术第34-36页
     ·影响LD、SLD发光稳定性的因素分析第34-35页
     ·控制方案第35-36页
   ·RAMAN散射型分布式光纤温度传感器系统中心波长的优化第36-39页
     ·中心波长问题第36-39页
     ·系统波长的优化选择第39页
   ·分布式光纤温度传感器APD的最佳倍增因子第39-42页
     ·定量分析第39-41页
     ·讨论第41页
     ·两点说明第41-42页
   ·高速数据采集及与上位机的传输能力分析第42-44页
     ·ADC性能对系统可靠性的影响第42-43页
     ·ADC与微机的数据传输能力对系统可靠性的影响第43-44页
     ·微机数据处理速度对系统可靠性的影响第44页
   ·分布式光纤温度传感器系统高速数据采集与处理方案第44-47页
     ·高速数据采集方案第44-45页
     ·信噪比改善---高速数据处理第45-47页
   ·RAMAN散射型分布式光纤温度传感器系统的信号和噪声分析示例第47-51页
     ·将用到的计算公式第47-48页
     ·光子源第48页
     ·波分复用器的损耗第48页
     ·光纤背向散射损耗和多模光纤传输损耗第48-49页
     ·信号通道与参考通道光子数第49页
     ·温度效应第49页
     ·分布式光纤温度传感器系统的系统信号和噪声电平第49-51页
     ·系统的测温精度第51页
   ·RAMAN散射型分布式光纤温度传感器的温度分辨率分析第51-53页
     ·理论分析第51-53页
     ·对单模光纤系统温度分辨率的分析第53页
   ·系统性能参数测试方法第53-56页
     ·分布光纤Raman温度传感器系统的结构第53-54页
     ·分布式光纤温度传感器系统主要参数的测量方法与结果第54-56页
第四章 超高速数据采集电路的设计第56-75页
   ·时钟发生器CY2030PVC-1第57-60页
     ·时钟发生器CY2030 的特点第57页
     ·时钟发生器CY2030 的封装图(图4.1.1)第57页
     ·时钟发生器CY2030 的管脚第57-58页
     ·时钟发生器CY2030 的工作条件要求第58-59页
     ·CY2030 输出时钟的边沿、占空比第59页
     ·时钟发生器CY2030 的功能及应用综述第59-60页
     ·本设计中用时钟发生器CY2030 完成的功能第60页
   ·ADC芯片AD9002BD第60-65页
     ·器件AD9002 的特点第60页
     ·AD9002 概述第60-61页
     ·AD9002BD的功能、引脚图第61-63页
     ·AD9002 的时序第63页
     ·AD9002 的应用第63-64页
     ·PCB板布线注意事项第64页
     ·AD9002 实现的电路原理图第64-65页
   ·VERTEX-II系列器件结构及描述第65-75页
     ·Vertex-II系列器件概述第65-66页
     ·Vertex-II系列器件的特性第66-67页
     ·Vertex-II的逻辑结构第67-73页
     ·用Virtex-II器件xc2v1000-5fg456 实现的电路原理图第73-75页
结 论第75-77页
 第一,深入细致地分析了系统的原理,解决了系统构建过程中的许多难题第75页
 第二,完成了该系统的关键部分之一——超高速数据采集电路的实现第75页
 针对本人在研究过程中的具体感受,总结认为需要进一步研究和解决的问题有:第75-77页
致 谢第77-78页
参考文献第78-79页
作者在学期间发表的论文清单第79页

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