光纤氢气传感器自动标定测试系统设计开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1课题的研究背景及意义

在过去的几十年里,由于氢气特殊性能而作为火箭的推进燃料,越来越受到人们的关注。它比普通的燃料有着天然的优越性,众所周知,氢气的分子最小,质量最轻,氢气易燃、易爆,在室温和标准大气压下,它的爆炸极限是4%~ 74.4%,遇到明火就爆炸[1]。氢以气态存在时是可燃性气体,氢分 子质量和体积最小,渗透性强,无色无味,在使用过程中极易泄露且不易察觉,容易引发火灾、爆炸等事故。

特别是在核电行业中,由于锆-水相互作用而在安全壳中产生和积聚的氢气是核电厂严重事故期间监管机构最关注的问题之一[2]。1986年的切尔诺贝利事件就是由于高温下的水蒸气与石墨慢化沸水反应堆中的石墨发生反应生成氢气,并在高温下发生爆炸,最终造成了一场空前的灾难[3]。2011年福岛核电站由于冷却系统故障,反应堆内冷却水平面下降导致堆芯裸露。燃料棒外壳发生锆-水反应生成大量氢气,封闭在安全壳之内发生了爆炸,最终造成堆芯熔化,产生核泄漏[4]。因此,为了避免发生氢气爆炸事故,研究安全、可靠、灵敏度高、可远距离传输的氢气传感系统具有重要意义[5]

光纤氢气传感器是氢气检测系统的敏感测量元件,其对于氢气的灵敏度以及响应曲线直接影响着测试系统的性能。为了提高氢气测试系统的精度,在光纤氢气传感器交付前,需要光纤氢气传感器进行标定测试,以保证光纤氢气传感器的合格性以及测试系统的稳定性。

因此设计一个光纤氢气传感器自动标定测试系统是有十分重要意义的环节。通过自动标定系统,对于光纤氢气传感器在不同浓度氢气下自动多次循环测量光纤氢气传感器的零点漂移、使用寿命和老化特性,不但可以得到实际环境中光纤氢气传感器对于氢气浓度的灵敏度,同时还可以加快光纤氢气传感器的产品化进程。

2本课题国内外研究现状

国内外对于自动标定系统作了大量研究,Ballico等人[6]研制了一套低温恒温器标定系统,通过PID调节控制液氮流量和热量输入实现-202~-250℃温区的自动控温过程,在24h之内完成了全温区共16个点的控温标定;2013年,Enrico[7]使用IMEP,排气温度和爆震强度来定义目标函数,并使用SA和AFR作为控制变量的标定方法,结果表明可以快速的实现燃烧控制参数的设置。2010年,Qinetal[8]提出了一种利用定标色散曲线局部线性特征实现波长标定的方法,节省了人工消耗及标定时间。该方法是在现有理论基础上,利用光谱色散实验测出光谱N条谱线对棱镜的折射率后,通过多项式拟合得到了波长和折射率的经验关系,即色散特性函数,由此完成标定。

虚拟仪器技术,即是把传统仪器由硬件实现的数据处理和显示改由功能强大的计算机实现,也就是用户在通用计算机平台上根据测试任务的需要来定义和设计仪器的测试功能,其实质是充分利用计算机来实现和扩充传统仪器功能,灵活、通用,自动化程度高。和复杂、繁琐而且价格昂贵的硬件采集和处理信号相比,LabVIEW开发的软件处理微弱信号效率高,速度快,目前在各个领域得到广泛的应用,具有强大的数据处理功能[9]

虚拟仪器技术综合了计算机技术、数字信号处理技术、标准总线技术和软件工程方法,代表了仪器测量与自动测试系统未来的发展方向。

您需要先支付 5元 才能查看全部内容!立即支付

该课题毕业论文、开题报告、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找,微信号:bysjorg 、QQ号:3236353895;