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1、分類號(hào)學(xué)號(hào)M201271322學(xué)校代碼10487密級(jí)碩士學(xué)位論文光纖測(cè)溫技術(shù)在低溫領(lǐng)域的應(yīng)用研究學(xué)位申請(qǐng)人：張瑞華學(xué)科專業(yè)：電氣工程指導(dǎo)教師：李敬東答辯日期：2015年5月22日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringApplicationresearchofopticalfibertemperaturesensorsatcryogenictemperatureCandidate:ZhangRuihuaMajor:Elect
2、ricalEngineeringSupervisor:LiJingdongHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論
3、文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在______年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密□。(請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”)學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日年月日華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要高溫超導(dǎo)電纜的實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控對(duì)安全運(yùn)行具有重大意義，而其高壓大電流的運(yùn)行環(huán)境對(duì)傳統(tǒng)的低溫傳感器如PT100有較大的電磁干擾，影響測(cè)量準(zhǔn)
4、確度。而光纖測(cè)溫技術(shù)具有抗電磁干擾、耐高壓、可實(shí)現(xiàn)空間連續(xù)測(cè)量的優(yōu)良特性，為了將它用于高溫超導(dǎo)電纜的溫度監(jiān)測(cè)，有必要研究它在低溫下的測(cè)溫性能。本文針對(duì)應(yīng)用最廣泛的光纖Bragg光柵溫度傳感器和后向拉曼散射分布式光纖溫度傳感器進(jìn)行了低溫性能的研究，主要工作內(nèi)容和成果如下：（1）利用裸光纖Bragg光柵和兩種涂覆不同材料的光纖Bragg光柵分別在77K-296K范圍內(nèi)測(cè)量溫度變化，得到它們的波長(zhǎng)-溫度曲線，并通過對(duì)比，分析涂覆材料對(duì)Bragg光柵在低溫下測(cè)溫性能的影響。（2）利用涂覆層相同，封裝不同的三種光纖Bragg光柵傳感器進(jìn)行77K-296K范圍內(nèi)的測(cè)
5、溫實(shí)驗(yàn)，得到它們的波長(zhǎng)-溫度曲線以及封裝方式對(duì)光纖Bragg光柵在低溫下測(cè)溫性能影響的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（3）設(shè)計(jì)了可以使待測(cè)溫度平穩(wěn)變化以便進(jìn)行溫度標(biāo)定的實(shí)驗(yàn)樣品和隔熱裝置，從上述實(shí)驗(yàn)過程中選擇一種在低溫下測(cè)溫性能最好的光纖Bragg光柵進(jìn)行低溫標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，并對(duì)其波長(zhǎng)-溫度曲線進(jìn)行Origin擬合，得到可以實(shí)用的標(biāo)定方程。（4）用分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行了77K-296K的測(cè)溫實(shí)驗(yàn)，并用PT100鉑電阻溫度傳感器做參照，通過對(duì)比兩種傳感器測(cè)得的低溫下的溫度數(shù)據(jù)，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，證明了分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)能夠在低溫環(huán)境下進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，并具有較好的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定
6、性。本文的研究表明在光柵表面涂覆特殊材料可以大大提高光纖Bragg光柵的低溫測(cè)溫靈敏度，為光纖Bragg光柵低溫性能的改善找到了解決途徑。通過實(shí)驗(yàn)證明了分布式光纖傳感器用于低溫環(huán)境的溫度監(jiān)控具有可行性和可靠性，為其用于高溫超導(dǎo)電纜的溫度監(jiān)控提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞：低溫，光纖Bragg光柵，分布式光纖，高溫超導(dǎo)電纜I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractAreal-timetemperaturemonitoringisveryimportantforHightemperaturesuperconductingcable’ssafeoperation.Thet
7、raditionalcryogenictemperaturesensorssuchasPT100platinumresistancewasvulnerabletotheelectromagneticinterferencecausedbythehighvoltageandlargecurrentintheHTScables,whichwillaffectthemeasurementaccuracy.Theopticfibersensingtechnologyhastheadvantagesofanti-electromagneticinterferenc
8、eandbeabletostandthehighvoltage.What’smo
