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分布式光纤测温系统的设计与实现的开题报告一、选题背景随着现代化工业的快速发展，温度成为一个重要的参数，对于许多工业生产环境来说，温度的控制和精确测量变得至关重要。
传统的温度测量技术包括热电偶、温度计等，在一些特殊环境下却显得不够稳定和准确。
而光纤传感技术的特点是免受其他传感器形式所受特定环境因素的影响。
因此本次课题将会探究光纤传感器在温度测量中的应用。
二、选题意义光纤传感技术具有稳定性好、对环境干扰小、可长距离传输信号等优势。
利用这一优势，分布式光纤测温系统得以实现。
在现代化工业中，许多环境需要温度测量，比如钢铁生产，铸造、化学工业等。
因此，研制一种能在不同环境中稳定、准确地测量温度的光纤测温系统至关重要。
三、主要研究内容本次课题将研究使用光纤传感技术设计和制作一种高效、准确、稳定的光纤温度传感器。
主要研究内容如下：1. 光纤传感器的工作原理和优点。
2. 光纤传感器的制作和安装方式。
3. 分布式光纤测温系统的结构设计以及温度数据采集系统的设计。
4. 光纤温度传感器及系统实验验证。
四、预期结果通过本研究，将会设计制作一种基于光纤传感技术的高效、准确、稳定的光纤温度传感器及其应用系统，实现对不同环境中温度变化的快速准确测量。
同时，本研究将为光纤传感器在未来更广泛的应用提供一定的技术支持。
五、研究方法和思路本研究将按照以下步骤进行：1. 研究光纤传感技术在温度测量中的优点和特点。
2. 研究光纤传感器的制作和安装方式。
3. 设计分布式光纤测温系统的结构，并完成相关电路设计。
4. 对设计的光纤温度传感器及系统进行实验测试。
5. 总结研究结果，提出改进方案。
六、进度安排第一周：调研光纤传感技术在温度测量中的应用。
第二周：光纤传感器的制作和安装方式的研究。
第三周：温度数据采集系统设计。
第四周：完成光纤温度传感器及系统实验测试。
第五周：总结研究结果，提出改进方案。
七、参考文献1. Boxiao Li, Chuanbiao Zhang. Intelligent intrusion detection system based on fiber-optic sensor technology [J]. Journal of Sensors, 2016.2. Haiyan An. Study on temperature measurement system based on fiber optic temperature sensor [J]. Control and Intelligent Systems, 2014.3. Lei Wang, Weiwei Gao. Design and research of distributed fiber optic temperature measurement system [J]. Information Technology, 2017.。
毕业设计开题报告测控技术与仪器基于LABVIEW分布式温度监测软件的设计1课题背景与意义温度是个基本的物理量，它是工业生产过程中最普遍，最重要的工艺参数之一，随着工业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量范围也越来越广，合理的温度范围和准确的温度测量对提高产品的质量，产量，降低消耗，实现工业生产的自动化，均有积极的作用，因此温度的监测技术的研究具有重要的意义，目前的测温控制系统大都使用传统温度测量仪器，其功能大多都是由硬件或固化的软件来实现，而且只能通过厂家定义，设置，其功能和规格一般都是固定的，用户无法随意改变其结构和功能，因此已不能适应现代化监测系统的要求，随新旧计算机技术的飞速发展，近几年美国国家仪器公司率先提出了虚拟仪器的概念，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改的模式，使测控仪器发生了巨大的变革，虚拟仪器技术提出了“软件即仪器”的仪器设计思想，是目前最为成功应用最广泛的虚拟仪器软件开发系统，它是一种基于G语言的32位编译型图形化编程语言，其图形化界面可以方便的进行虚拟仪器的开发，它可将计算机资源与仪器硬件，DSP技术结合，在系统内共享软硬件资源，用户可根据测试功能的需要，自己设计所需要的系统。
2温度检测方法和发展Fahrenheit在1706年制造的水银温度计是温度测量的一个重要的里程碑，他在温度计上使用了三个温度固定点：水和氯化铵的混合物的温度为0华氏度，冰和水的混和物的温度为32华氏度，人体的温度为96华氏度，1742年，瑞典的A。
Celius发明了一种新的水银玻璃温度计，他规定水的沸点为100摄氏度，冰的融化点是0摄氏度，在这两个固定点间，将温度计等分为100分，每份1摄氏度。
目前常用温度检测的方法有以下几种：平均升温法。
工业上普遍采用的一种测量电抗器温度的方法，是平均升温法。
该方法主要是利用电抗器断电后的绕阻电阻随时间的变化曲线，再外推求出断电瞬间的电阻值，然后利用平均升温计算公式进行计算，可以看出，此方法也只能测量电抗器的平均温升，而电抗器内部各点温升是不同的。
温度控制系统的设计与实现汇报人：2023-12-26•引言•温度控制系统基础知识•温度控制系统设计目录•温度控制系统实现•温度控制系统应用与优化01引言目的和背景研究温度控制系统的设计和实现方法，以满足特定应用场景的需求。
随着工业自动化和智能制造的快速发展，温度控制系统的性能和稳定性对于产品质量、生产效率和能源消耗等方面具有重要影响。
03高效、节能的温度控制系统有助于降低生产成本、减少能源浪费，并提高企业的竞争力。
01温度是工业生产过程中最常见的参数之一，对产品的质量和性能具有关键作用。
02温度控制系统的稳定性、准确性和可靠性直接关系到生产过程的稳定性和产品质量。
温度控制系统的重要性02温度控制系统基础知识温度控制系统的性能指标包括控制精度、响应速度、稳定性和可靠性等，这些指标直接影响着系统的性能和效果。
温度控制原理是利用温度传感器检测当前温度，并将该信号传输到控制器。
控制器根据预设的温度值与实际温度值的差异，通过调节加热元件的功率来控制温度。
温度控制系统通常由温度传感器、控制器和加热元件组成，其中温度传感器负责检测温度，控制器负责控制加热元件的开关和功率，加热元件则是实现温度升高的设备。
温度控制原理温度传感器是温度控制系统中非常重要的组成部分，其工作原理是将温度信号转换为电信号或数字信号，以便控制器能够接收和处理。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、集成温度传感器等，它们具有不同的特点和适用范围。
选择合适的温度传感器对于温度控制系统的性能和稳定性至关重要。
温度传感器的工作原理加热元件的工作原理加热元件是温度控制系统中实现温度升高的设备，其工作原理是通过电流或电阻加热产生热量，从而升高环境温度。
常见的加热元件有电热丝、红外线灯等，它们具有不同的特点和适用范围。
选择合适的加热元件对于温度控制系统的性能和安全性至关重要。
控制算法是温度控制系统的核心部分，其作用是根据预设的温度值和实际温度值的差异，计算出加热元件的功率调节量，以实现温度的精确控制。
分布式多点温度测量系统的设计与实现
刘永亮;赵磊;甄鹏;范静丽
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2008(024)025
【摘要】本文设计了一种实用的基于计算机网络的多点温度采集系统.通过一个8口路由器连接一台PC和7个采用LPC2210微控制器的ARM设备,利用多个LM75串行可编程温度传感器采集多点温度.在PC和ARM设备之间通过网络以C/S模式进行控制信息和测试数据的传输,增强了系统控制和数据采集的可靠性.【总页数】3页(P145-147)
【作者】刘永亮;赵磊;甄鹏;范静丽
【作者单位】255049,山东理工大学计算机科学与技术学院,山东,淄博;255049,山东理工大学计算机科学与技术学院,山东,淄博;255049,山东理工大学计算机科学与技术学院,山东,淄博;255049,山东理工大学计算机科学与技术学院,山东,淄博【正文语种】中文
【中图分类】TP368.1
【相关文献】
1.多点土壤温度测量系统的设计与实现 [J], 乔晓军;何秀红;杜小鸿;田宏武;王成
2.单总线温度传感器在多点温度测量系统中的应用 [J], 袁新娣;杨汉祥
3.数字温度传感器在多点温度测量系统中的应用 [J], 高云红
4.基于单总线数字温度传感器的油罐多点温度测量系统 [J], 孙菲;戴健
5.基于单片机的分布式多点温度测量系统的设计 [J],
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分布式光纤测温系统技术规范书一、项目简介供热管网主干为φ630×12无缝钢管，供热运行参数2.1Mpa , 280℃，设计参数2.3Mpa , 280℃。
共有3个分支:雪榕支线（∅273x7）、伊利支线（∅325x8）和华美特支线（∅108x5）。
供热管网长度约6.3公里。
管道主要采取直埋敷设，部分区域架空。
本次配置一套分布式光纤测温泄漏监测系统，利用感温光纤对供热管线进行实时温度监测，通过周围环境温度的变化来对供热管道渗漏状况提供预警和报警信息。
共设1台10km/2通道测温主机和1根感温光纤（共计约10km，其中考虑了机柜放置与厂内的长度余量及主机与热网平台的通讯长度）。
光纤测温主机柜考虑放置于制冷站电子设备间，从制冷站引一路UPS电源为主机柜供电。
二、技术条件（一）本技术规范书规定了本系统实施的工作范围，投标方需负责提供所需的设备、安装、调试、开通验收直至交付业主。
（二）投标方提供的设备必须是一个完整的系统，上述范围不仅应包括说明及图纸所示的主要设备及项目，而且只要是系统正常运行所需用的所有设备、配件均应包括在本次投标范围之内。
（三）投标方需负责系统的开通调试，培训业主的操作及维护人员，并负责一年的免费维修保养。
（免费维修保用期由系统交付业主使用开始，设备生产商对本工程提供最终技术服务的承诺）三、技术参数（一）GIS光纤测温防泄漏报警系统基于业界先进的分布式光纤传感技术，将温度传感光缆沿热力管道直线敷设，实时监测传感光缆中光纤的温度分布情况，当热力管道局部出现温度异常时，分布式光纤传感监测系统能及时捕获这些异常，并定位出异常点的位置信息，同时联动实景视频与地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS），准确地找到管线异常位置对应的实际地理位置，便于管道维护人员及时检修与处理，避免重大事故发生。
光纤检漏系统主要由感温光缆、测温主机、监测软件组成。
毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化温度检测系统的设计温度检测与控制在国外研究较早，始于20世纪70年代。
先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。
80年代末出现了分布式控制系统。
目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。
现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。
在国内，我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。
我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。
我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。
在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。
我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。
近些年来，一些科学家通过对温度检测研究发现太阳辐射或许是气温变暖主要因素温度检测的设计中，单片机是这个系统的核心部分。
单片微型计算机简称单片机，典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
分布式光纤电缆温度测量系统设计及应用研究的开题报告一、选题背景和意义在电力系统、石油化工、交通运输等众多领域，温度的测量是非常重要的一个参数。
对于电力系统中的输电线路、变电站设备等，温度的监测可以帮助判断设备的状态和安全运行。
在石油化工、交通运输等领域中，温度的监测则可以控制设备的运行，减少故障发生。
传统的温度测量方法通常采用热电偶、热电阻等方式，但这些方法有一定的局限性，如需要多个测量点、难以实现实时监测等。
因此，利用光纤传感技术实现温度测量，可以有效地克服上述问题，实现精确、实时的温度监测。
本选题旨在研究分布式光纤电缆温度测量系统，其利用了光纤传感技术来实现对线路温度实时监测，对于现代化电力系统、石油化工、交通运输等领域的设备监测，具有十分重要的实际意义。
二、研究内容和技术路线研究内容1. 分析光纤传感器温度测量原理和分布式光纤传感技术；2. 研究分布式光纤电缆的结构和实现温度测量的原理；3. 设计分布式光纤电缆温度测量系统，包括硬件和软件的设计；4. 对设计系统进行实验室测试和实际应用。
技术路线1. 学习光纤传感器和分布式光纤传感技术的相关知识；2. 了解分布式光纤电缆的结构和温度测量原理；3. 设计分布式光纤电缆温度测量系统，包括选型、硬件设计、软件设计等；4. 进行实验室测试和实际应用，并对测试结果进行数据处理和分析。
三、预期目标和研究价值预期目标1. 实现分布式光纤电缆温度测量系统的设计和制作；2. 对分布式光纤电缆温度测量系统进行实验室测试，验证系统的可行性和精度；3. 在实际应用中验证该系统的功能，并提出改进意见。
研究价值1. 本研究可以实现对电力系统、石油化工、交通运输等领域设备温度的实时监测，有很高的应用价值；2. 分布式光纤电缆的温度测量原理可以扩展到其他物理量的测量，如电场、压力等，具有广阔的应用前景；3. 本研究可以加深对光纤传感技术的了解，并促进其在其他应用领域的发展。
分布式温度测量与控制系统的设计
摘要本文设计了一种采用数字温度传感器结合Atmega16芯片和PC机的分布式温度测量和控制系统。
系统采用Atmega16芯片和多个DSISB20芯片构成分布式温度采集与显示模块,同时Atmega16芯片根据PC机的温度设置范围发出报警和控制信号.该系统分为电源模块,测温模块.报警模块、显示模块和控制模块。
实验结果表明,本文设计的分布式温度采集与控制系统,可以有效地对多点温度进行测量并分别显示,遇到超出PC机的温度设置范围的情况可以及时发出报警信号并控制功率设备工作。
关键词DSISB20;Atmega16;分布式;温度测量
引言
温度是工业生产中常见的和最基本的参数之一,在生产过程中常需对温度进行检测和监控。
近年来,利用单片机和传感器实现对温度的精确测量,提高了生产的自动化程度,且成本低廉,应用十分广泛,因此,研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
本文所用温度传感器是美国DALLAS公司生产的DS18820,它集温度测量和MD转换于一体,直接输出数字量,传输距离远,可以很方便地实现多点测量,硬件电路结构简单,与单片机接口几乎不需要外围元件。
本文研究的对象是分布式测温系统,之前关于这方面的研究还存在如下问题:1)单片机的选择过于复杂;2)分布的点不够多,不能反应环境整体情况;3)多数系统仅有测温显示部分,缺少其他的辅助部件;4)有些模块不简化,系统过于冗杂等。
本文在分布式测量的基础上,采用多个数字温度传感器DS18820结合Atmega16芯片和PC机,设计出温度采集和控制系统。
该系统不仅能对多点温度进行测量和显示,同时对遇到超出PC机的温度设置范围的情况能及时发出报警信号并控制功率设备工作。
1数字式沮度传感器DS18820
1.1DS18820性能特点
DS18820是一款单总线数字式温度传感器。
测试温度范围为-55～+125℃.精度为0.5℃,测量的温度值用9-12位数字表示,最大转换时间为750ms。
转换分辨
率和温度超标报警的上、下限值都可由用户设定。
DS18820利用DALLAS的单总线控制协议和单线控制信号在总路线上来实现数据的读写。
它的工作电压为3V～5.5V(将外部电源接在VDD脚),在没有外部电源的情况下,电源由总线为高电平DQ脚上的上拉电阻提供(寄生供电模式),此时VDD脚接地。
1.2DS18820的工作原理
DS18820的具体测温原理如下。
低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小,用于固定频率的脉冲信号;高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变,所产生的信号作为脉冲输入。
根据低温度系数晶振和高温度系数晶振的差可以计算出准确温度。
当DS18820处于写存储器操作和温度MD转换操作时,总线上必须有很强的上拉,采用寄生电源供电方式时VDD和GND端需接地。
另外,由于单线制只有一根线,因此发送接口必须是三态的。
同时,系统对DS18820的各种操作必须按协议进行.其操作协议为:初始化DS18820ROM功能命令——发存储器操作命令——处理数据。
2硬件系统设计
为了达到分布式温度测量与显示功能,系统分为5个模块电源模块、测温模块、报警模块、显示模块和控制模块。
该系统的整体结构框图如图1所示
2.1电源模块
电源电路输出电压+SV的稳压电源,它由电源变压器B,桥式整流电路BRIDGE,滤波电容C1、C3.防止自激电容C2、C4和一只固定式三端稳压器
(1.M7805)搭成的。
2.2测试模块
温度传感器用数字式DS18820,采用单总线模式与单片机相连,逐个测得温度,送到单片机处理,求得平均温度。
2.3显示模块
显示电路采用7SEG-MPX4-CC四位LED数码管,PC口输出断码,扫描通过PA.4-PA.7控制。
单片机处理后的数据送到显示口。
先逐个显示各个DS18820的数据,然后显示平均值,同时在其中加入时间模块,可以显示出每个点的测温时间。
2.4报警横块
报警电路由一个三极管和蜂鸣器所组成,其控制部分由三极管、二极管、电阻以及继电器所组成,其信号是从单片机的一个准双向口输出到三极管的基极。
用键盘可以对报警的上下限进行设置。
报警装置后连接一个功率控制单元(如电机、风扇等设备).根据温度与设定值的比较,相应启动该单元。
2.5控制模块
Atmega16单片机通过RS232和RS485的转换接口与PC机相连,通过键盘的人机界面,控制运行的程序和显示结果的处理。
3软件系统设计
在设计程序时,由于DS18820采用单总线的数据传输方式,所有的输入和输出都是通过一条总线实现的,因此它的时序就显得非常重要。
所有的数据传输必须从字节的低位开始,编写程序时必须按照其对应的时序操作,否则不能获得完整正确的数据。
本系统程序主要分为主程序和子程序两部分。
3.1主程序
主程序的主要功能是负责温度的实时显示,读出并处理DS18820的测量温度值。
其主要包括4个部分,即初始化部分、读取温度值部分、调用显示子程序以及结束返回部分。
3.2读出沮度平程序
读出温度子程序是先对单个DS18820进行温度测量,然后用扫描方式,即每隔一秒读取其中一个,这样依次读取各个温度值,用数码管LED进行显示。
3.3报警予程序
报警子程序是当单片机读取完数据后就开始检测温度值是否超过了预设的温度值范围。
其程序流程图如图2所示:
本实验(以8个DS18820为例)采用Proteus软件进行仿真。
若以8个DS18820
计算。
各点所测温度为25℃。
26℃,24T℃,24.5℃,26.5℃,26℃,25℃,25.5’E,则用数学方法得平均温度为25.3125~C,而显示温度为25.3T:结果如图3所示(见左图)。
5结论
本文设计的分布式温度测量和控制系统,有效地结合了多个DS18820芯片进行分布式温度采集,并且实时显示。
Atmega16芯片可以根据PC机的温度设置范围发出报警和控制信号。
实验结果表明,本系统,可以有效地对8个点的温度进行测量并分别显示,遇到超出PC机的温度设置范围的情况能及时发出报警信号并控制风机设备工作。
系统可以广泛应用在工农业等温度测量及控制领域。
本文设计的系统的各模块采用有线衔接方式,有待集成、简化,并且要向智能化、精简化和无线化发展。
Atmega16芯片可以最多衔接16路温度测量模块,如果换用更高性能的芯片或采用分层次衔接,可以衔接64路或更多的测温子模块。
这些都有待进一步研究。
