分布式光纤管道安全检测定位技术研究

提出了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉仪原理的管道安全检测分布式光纤传感技术,分析了检测系统的组成和工作原理.阐述了检测系统定位结构和方法,采用相关时延估计算法,通过确定两个测试信号的时延可以获得管道沿线所发生事件的位置.理论分析和测试结果表明,该测试技术具有较高的测试灵敏度和定位精度,定位误差小于300 m.     

干涉分布式光纤水下长输气管道泄漏检测系统设计

介绍了一种基于马赫曾德尔和萨尼亚克混合干涉仪原理的分布式光纤干涉测量架构,可实时对管道进行泄漏检测和定位。阐述了该架构的检测原理和泄漏点的定位方法,并利用小波变换算法对采集的泄漏信号进行分析处理。对全长为3.994km的感测光纤进行了管道泄漏检测实验并重复做了10次测试实验。实验结果表明,该系统运行稳定且泄漏检测的最大相对定位误差为1.47%。     

油气管道安全分布式光纤预警系统研究

研究了一种新型的基于Mach-Zehnder光纤干涉仪的油气管道安全分布式光纤预警系统及其基于小波包的信号分析方法。该预警系统沿管道同沟敷设光缆,利用其中的三条单膜光纤构成分布式微振动测试传感器,实时地检测管道沿途所发生的泄漏及其他异常事件,并采用基于小波包分析的"峭度-状态"法辨别管道沿线所发生的异常情况。最后对现场实验数据及其信号处理结果进行分析,结果表明该预警系统可以有效地对管道周围发生的泄漏和其他异常情况进行检测和辨别。     

基于环腔光纤激光器的气体检测方法

基于内腔光纤激光器原理设计了气体检测系统,可以检测气室中待测气体的种类和浓度.在分析气体检测系统的基本构成原理基础上,以乙炔气体为例,进行了气体测试实验,并就检测灵敏度、浓度检测精度两方面分析和计算了该检测系统的性能.结果表明,基于内腔光纤激光器原理的气体检测系统重复性小于0.07,气体检测的灵敏度小于0.03%,气体检测的精度不小于0.17%.     

基于光纤传感原理的泄露检测研究

利用一条高双折射单模光纤和一根普通单模光纤构成分布式光纤传感器,通过检测管道沿途发生的泄漏信息,用在时频域中具有表征信号局部特征能力的小波分析方法,确定光纤两端两个测试信号的时延,可以实时地监测管道沿途发生的泄漏情况.     

水下管道泄漏检测技术及定位方法研究

为了实时进行水下管道泄漏监测和定位,采用干涉的方法,研制了一种基于Sagnac干涉仪的直线型分布式光纤管道泄漏监测系统。分析了该干涉仪应用于泄漏检测的原理及其泄漏源定位方法,并通过实验研究了管道压力对检测系统的影响。当管道压力大于0.35MPa时,系统的检测效果较佳,且定位误差小于1.17%;压力小于0.35MPa时,无法实现泄漏点定位。结果表明,当管道压力大于0.35MPa时,研制的水下管道泄漏检测系统能有效检测管道泄漏发生,且较准确地确定泄漏源位置。     

载波对分布式光纤泄漏检测系统的影响研究

为了实时进行管道泄漏检测与定位,采用了能够长距离、动态检测泄漏信号的干涉式分布式光纤传感技术。分析了该干涉仪的泄漏检测原理、泄漏源定位方法,并通过实验研究了载波对传感器性能的影响。由实验结果可知,当1阶贝塞尔函数达到极值时,传感器性能最佳;而贝塞尔函数远离极值点时,无法实现信号检测。结果表明,选取较佳的载波参量,该传感器能够准确地确定泄漏源位置,且定位误差为0.99%。     

水下天然气管道分布式光纤泄漏检测系统实验分析

介绍了一种基于马赫-曾德尔(M-Z)和萨格纳克(Sagnac)混合干涉仪原理的分布式光纤泄漏检测系统,阐述了系统的工作原理及对泄漏点的定位方法。分别在空气和水下环境中进行实验,并分别在泄漏点距离法拉第旋转镜4025、7043、9050 m处进行实验,检测不同环境以及不同泄漏点位置对检测系统的影响。在泄漏点距离法拉第旋转镜为7043 m处重复做了20次实验,测试检测系统的精确度。实验结果表明:在水下环境中实验所得的干涉信号频谱强度较大,频带较宽;泄漏点距法拉第旋转镜越远,实验结果所得的绝对误差越大;系统能够检测出管道内气体压力为0.5 MPa,泄漏孔径为2.5 mm的微小泄漏信号并对泄漏点定位,平均相对定位误差为1.44%。     

一种新的直线型Sagnac光纤干涉仪管道泄漏检测系统及其定位技术

研制了一种基于Sagnac干涉仪的直线型分布式光纤传感器,可实时进行管道泄漏检测与定位。利用法拉第旋转镜将传统Sagnac干涉仪的环形结构改为直线型结构,使其适用于各种复杂管道的布放。推导了泄漏信号引起的光信号相位变化表达式;分析了该干涉仪应用于泄漏检测的原理及其泄漏源定位方法,并在泄漏点距法拉第旋转镜为4.020 km处进行了泄漏有无及定位的研究。实验结果表明,该系统很好地检测到泄漏源的有无,又较准确地确定了泄漏源位置且最大定位误差小于118 m。     

机载红外激光雷达监测天然气管道泄漏技术

为了解决日益凸显的天然气管道泄漏问题,提出了机载天然气管道泄漏监测红外激光雷达技术,介绍了该系统的基本工作原理,提出了衡量系统探测性能的噪声等效浓度的定义.在分析了机载天然气管道泄漏监测红外激光雷达系统技术方案的基础上,根据噪声等效浓度的定义,引入了相关检测技术以提高系统的探测灵敏度,讨论了相关检测技术原理以及相关检测...     

光纤气体传感网络的研究进展

光纤传感网络是一种重要的传感网络。将国内外现有光纤气体传感器网络的多址技术归纳为:频分多址、时分多址、波分多址和码分多址等四类。前两类受铌酸锂调制器的消光比及偏振相关性能的制约,且存在无法多点同时监测、系统损耗较大等缺陷。采用波分多址技术的网络,其损耗及监测点间串扰均较小,但受到待测气体吸收峰位置和强度等因素制约,且成本较高。采用光码分多址技术的传感网络,可同时检测位置与浓度信息。该网络采用环行器代替耦合器降低损耗,还可利用全光缓存技术数十倍增加气室有效长度。此类网络将成为气体传感网络发展的重要方向之一。     

光纤传感技术在气体检测方面的应用

介绍了气体传感器的主要特性与光纤传感技术在气体检测方面的应用,比较了几种光纤气体传感器的优缺点,设计了一种基于光谱吸收原理的新型开放式气体传感器,展望了光纤气体传感器的发展方向和广阔前景.     

光纤气体传感检测技术研究

光谱吸收型光纤气体传感器可以实现对气体的准确、快速、高灵敏度的检测,结合原理和典型系统综述了五种检测方法,其中单波长光谱吸收检测、差分检测、谐波检测技术发展得比较成熟,并且开始应用在石油化工等领域,而光腔衰荡光谱技术（CRDS）和有源腔气体检测技术是近几年刚兴起的新技术,具有实际吸收光程长,检测精度不受光源强度及其变化影响的特性,是很有发展潜力的光谱吸收检测技术。     

一种基于荧光机理的光纤气体测量仪

根据二氧化硫气体在短波长光激发下能发射荧光的机理,研制了一种监测其含量的荧光光纤测量仪,仪器采用10 Hz脉冲驱动的氙灯作为激发光源,结合光纤传感和PIN PD技术,实现了对二氧化硫气体含量的在线测量.同时,改变仪器的某些参数如滤光片的中心波长等,还可以进行其他气体含量的测量.     

荧光寿命的锁相检测技术研究

针对光纤荧光温度传感器中影响系统精用参考信号、用正弦信号来调制激励光源的锁相技术(PLD-AMSR)对荧光光纤温度传感器的荧光寿命进行检测,推导出测量荧光寿命的数学模型.该方法对激励光泄露有抑制作用,使测量精度有了显著提高.实验表明,该方法是有效的,达到了系统要求.     

基于DOAS的消防应急救援多气体快速遥感仪

在国内首次报道了可对30多 种有毒气体连续监测的基于DOAS(differential optical absorption spectra)技术的车载消防应急救援多气体快速遥感仪,仪器采用长光程紫外差分吸收光谱 法痕量气体分析 技术,光发射器和光接收器共用一个卡塞格林望远镜,以减少大气紊动对测量数据的影响; 仪器的反射系 统可以灵活地设置在任意需要区域,分析系统设置在救援车内,在需要长时间监测时,避免 了工作人员近 距离暴露在危险环境中。多气体DOAS仪器特别适合各类气体泄漏事故的消防应急处理。     

基于FPGA的倏逝波型光纤气体检测研究

文章就光纤气体传感器的背景和发展进行了介绍,并且对倏逝波型的光纤气体检测原理进行了分析与研究.设计了一款基于FPGA的倏逝波型的光纤气体检测系统.通过模拟与实验,提高了检测灵敏度和响应时间,可进行多种气体检测.     

光纤在测量液体折射率中的应用

本文首次提出了一种用光纤测量液体折射率的原理，并设计制作了测量装置。它的突出优点是测量值的范围不受限制，原理简单，而且具有较高的测量精度。     

基于布里渊光时域分析分布式光纤漏油传感器

研究了一种新型基于布里渊光时域分析(BOTDA )的光纤漏油传感器,可在min量级发现小规模 漏油事件,主要用于长距离输油管线、油库等场所的实时漏油监测。通过模拟监测输油管道 输运状态,将 光纤埋敷于特种油敏材料中沿输油管线铺设,用BOTDA仪实时监测光纤布 里渊频移,可快速发 现并定位漏油事件。实验证明了本文技术的可行性,能够在10min内 准确定位小规 模漏油事 件,采用DiTeStSTA-R系列BOTDA仪,在1.7km的传感光纤上实现了 0.1 m的定位 精度。