题目：多点光纤温度传感器

本文基于保偏光纤中偏振模式干涉理论，提出了一种多点分布式反射型保偏光纤温度传感技术，针对大型电力变压器绕组线圈的温度监测需要，利用特制的耐高温保偏光纤，在传感头和封装形式上进行了特殊设计，使传感器满足热油、高电压绝缘以及抗电磁干扰的要求。并根据工程实验的需要，完成了系统样机的开发及调试。本文介绍了温度传感器的种类和原理，以及光纤温度传感器的发展过程。分析了偏振光在光纤中的传输理论，系统地介绍了多点分布式光纤温度传感器光路结构，并介绍了仪器中用到的各个光学元件的特性和原理。通过理论分析，验证了保偏光纤在0℃～200℃温度范围内的测温能力。表明这种温度传感器精度高，并可通过改变保偏光纤传感头的长度，方便的调整测量范围，并实现了准分布测量的能力，最后推导出测温传感方程。根据测温传感方程和实验数据进行了光纤测温传感头的仿真模拟，为实现任务的要求，得出了最优的传感头长度。根据变压器测温环境的应用，设计出了一种特殊的测温传感头，其采用了特殊的制作工艺，保证了测温传感头在高温、热油环境中的耐温能力和工程使用中的强度、柔韧性和抗腐蚀性。根据课题任务的开发需要，设计了光路结构板以及样机的前后面板，符合了便携式仪器的外观需要和简单易用的要求，并结合电路部分开发出了多点光纤温度传感器样机。通过大量实验，分析了影响光纤温度传感器的理论误差因素，并通过改变拟合公式的参数，比较了光纤测温误差在0℃～200℃温度范围内的变化情况，最后得出了具体公式拟和方案和参数调整方案。最后通过专业机构的实验标定，验证了传感器样机系统的性能指标，满足了课题任务的需要。