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. 研究目的与意义(文献综述)

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]

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2. 研究的基本内容与方案

3课题相关研究

3.1 课题基本内容和目标

光纤氢气传感器自动标定测试系统,采用avantes(爱万提斯科技有限公司)的avaspec-uls2048l-evo微型光纤光谱仪检测氢气气室中光线。再通过美国ni公司开发的labview软件和ni采集卡,对于微型光纤光谱仪产生的信号进行多次循环测量光纤氢气传感器的零点漂移、使用寿命、老化特性以及灵敏度,利用测出的这些相关参数就可以实现光纤传感器的标定工作。系统工作流程图如图1。

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3. 研究计划与安排

4进度安排

光纤氢气传感器自动标定测试系统设计这一课题涉及到了光谱仪使用、氢气传感器、labview编程以及ni数据采集卡等诸多知识,因此需要诸多时间进行准备,因此我指定了一下的速度安排以如其完成毕设任务。

1 寒假期间完成外文文献的翻译工作。

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4. 参考文献(12篇以上)

参考文献:

[1]包蕾. 基于dsp的光纤氢气传感器及信号处理技术的研究[d].华中科技大学,2007.

[2] luo s, wang s, qin l, pang f.devicefor measuring hydrogen concentration in containment during severe accident,2013.

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