無線數(shù)據(jù)傳輸雙波長光纖高溫測量儀的研究.pdf

1、在高溫測量領(lǐng)域,目前使用的測溫儀大多采用接觸式測溫方式,即溫度敏感元件與被測對象直接接觸,如目前世界上廣泛采用的消耗型熱電偶。該技術(shù)雖然已經(jīng)十分成熟,但仍存在很多問題。如測溫探頭為一次性,測溫費用較高；每次測量后必須更換探頭,難以實現(xiàn)自動化；不能連續(xù)的高頻率測溫等。尤其在高溫、高壓、高磁場等極限測溫環(huán)境下,感溫元件甚至測量儀器都極易受到損壞和腐蝕。隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展,光纖輻射測溫技術(shù)得到迅速的發(fā)展,光纖式溫度測量儀也開始得到實際應(yīng)用

2、。本課題研究的光纖高溫測量儀(以測量鋼水溫度為例)為非接觸式測溫方式,極好的解決了上述問題,并且采用比色法,彌補了普通光纖溫度計測溫范圍小、易受測溫環(huán)境干擾、誤差大等缺點。
　　 本文詳細的闡述了輻射測溫的基本原理,根據(jù)普朗克定律和維恩位移定律推導(dǎo)出了雙波長比色法測溫的理論公式,并分析了該方法的優(yōu)點:該方法大大降低發(fā)射率對測溫結(jié)果的影響。本文詳細敘述了該光纖式高溫測量儀各部分的構(gòu)成原理及性能,并且進行了大量的相關(guān)實驗。設(shè)計主要包

3、括高溫探頭的設(shè)計研究、光電轉(zhuǎn)換和電信號的放大、信號的處理及無線數(shù)據(jù)傳輸。具體的步驟是通過光纖探頭提取光信號,經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路將光信號轉(zhuǎn)換成電壓信號,此電壓信號隨光輻射強度的大小改變來反映物體的實際溫度。由于光電轉(zhuǎn)換后的電壓信號非常微弱,需要進行兩級放大及濾波,從而達到數(shù)模轉(zhuǎn)換的要求,然后送入單片機,本系統(tǒng)采用12位的MD和D/A轉(zhuǎn)換器,確保有足夠的精度保障。在軟件設(shè)計方面采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法,該儀器的軟件系統(tǒng)采用C語言和C51編寫。