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面向地铁杂散电流监测的光纤传感器研究
| 论文题名： | 面向地铁杂散电流监测的光纤传感器研究 |
| 关键词： | 杂散电流;双路检测;光纤传感器;地铁直流供电系统 |
| 摘要： | 地铁直流供电系统中,泄漏的杂散电流会对埋地金属结构造成严重的腐蚀。因此,杂散电流腐蚀监测是地铁运营过程中必须要考虑的问题。目前广泛应用的基于极化电位的半电池电位方法存在准确度不稳定以及IR降等问题,本文设计了基于光纤传感技术的地铁杂散电流传感系统。 首先,建立了光纤电流传感器的光路模型和均匀密绕的载流螺绕环磁场强度的分布模型,推导出光纤电流传感器的输出模型,并运用 Matlab仿真研究了起偏器消光比、起偏器对轴角度、光纤传感头双折射及偏振分束器快慢轴不重合等误差因素对光纤电流传感器的影响。 其次,对光纤电流传感器光路系统中各光学器件进行设计和选型,搭建了光纤电流传感器的光路系统,设计了光纤电流传感器的信号检测和信号处理电路。同时,研制了地铁杂散电流光纤传感器的实验样机,利用Labview软件完成实验样机上位机软件的设计。实现了人机交互、数据的实时监测、数据存储及查询、用户管理等功能。 最后,对光纤杂散电流传感器进行基础性的功能验证和性能测试实验,来分析光纤电流传感器的静态特性以及瞬态响应能力。实验结果表明:光纤电流传感器的相关系数为0.9984,它具有良好的非线性误差;重复性误差为0.38％;8小时的稳定测试测得相对误差在1%之内;传感系统所能分辨的最小电流值为0.01A;传感器具有较好的瞬态响应能力。 |
| 作者： | 辛改芳 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 李威 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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