基于分布式光纤的油井温度场测量系统设计

分布式光纤测温是一种用于实时测量空间温度场分布的新兴技术,由于它在测量分布式温度上的独特之处,该技术在油井温度场测量有很好的应用前景.首先从分布式测量原理、分布式测温原理和测温算法三个方面分析和研究喇曼分布式光纤测温系统原理,接着介绍了分布式光纤测温系统软硬件的设计,并在此基础上设计出了实验系统.实验证明所得结论是正确的,方法是可行有效的.     

利用光纤拉曼散射温度传感系统的电力电缆温度在线监测

电力电缆线路运行温度在线检测技术是目前及时发现电力电缆线路局部过热点位置、检测运行线路的绝缘状态和计算导体载流量的首选技术措施。分布式光纤拉曼测温技术是利用激光在光纤中的传播特性,实现实时测量空间温度场分布的新技术,可以对光纤沿线的温度场进行分布式的连续检测。介绍了光纤拉曼传感技术的测温原理,以及基于此技术的电力电缆温度在线监测系统在实际中的应用,获得了一些仿真结果,并同传统的测温技术进行了详细的比较,说明分布式光纤拉曼测温系统应用于电力电缆在线监测的优势,适合于推广使用。     

分布式光纤测温原理在OPGW测温中的应用分析

分布式光纤传感测温系统的设计与开发,从理论上建立了OPGW(光纤复合架空地线)外层铝合金及铝包钢绞线性能与光纤温度分布之间的关系模型,并通过实验验证其准确性,为实现基于分布式单模光纤测温原理的OPGW温度测量提供依据.     

基于喇曼散射分布式光纤温度传感器研究

介绍了基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的工作原理及其测温方法。从提高温度分辨率、空间分辨率、测量距离、测温精度和稳定性几个方面简述了基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的进展,并探讨了其现在存有的不足之处和未来的发展趋势。     

煤矿井壁冻结温度场监测系统

根据分布式光纤温度监测系统的工作原理,分析其应用于冻结壁温度场监测的可行性,对冻结壁温度场监测系统的组成、监测数据的处理和光缆布设方案进行研究,设计的分布式光纤煤矿井壁冻结温度场监测系统实现了0.5m的连续测温空间分辨率,温度分辨率为0.1℃,并应用于冻结壁温度场的温度监测.与传统的单总线温度传感测温系统的测温数据对比,其具有测量温度值准确、数据量大、系统稳定性高和布设更加方便等优点.     

分布式光纤测温系统在石油测井中的应用

重点论述了观察井测温在油田开采中的重要性和所面临的问题,介绍了分布式光纤温度传感(DTS)技术原理以及在油田温度监测中的应用.最后展望了光纤分布式测温传感器在油田测试中的应用前景.     

提高分布式温度传感器测温准确度的降噪方法

为了减小拉曼散射光波长相关损耗、光电探测器附加噪声及散射光中的瑞利噪声对分布式光纤温度传感器测温误差的影响,通过分析分布式光纤温度传感系统的解调原理提出了一种反斯托克斯光降噪方法。将光纤按照环形结构铺设,以每次测量的反斯托克斯光信号中菲涅耳反射峰后的基底噪声平均值作为动态本底噪声,利用两段处于不同温度的光纤消除动态本底噪声后的瑞利噪声。反斯托克斯光降噪解调法从原理上避免了参考斯托克斯光引入的测温误差,消除了本底噪声和瑞利噪声导致的测温误差。实验结果表明,修正的分布式光纤温度传感系统的最大测温误差从5.4℃降低到0.6℃,测温准确度有明显提高。     

温度附加损耗对分布式光纤拉曼温度传感器测温误差影响研究

基于分布式拉曼温度传感器(RDTS)的温度解调 原理,研究了光纤温度附加损耗对传感器测温结果的影响。采用一条光纤的不同位置 同时测量两个温控箱温度的实验方法,得出当光纤温度在20.0～100.0℃范围内变化时,单位长度的光纤对该段光纤位置之后的 光纤产生测温附加误差与该段光纤温度成正比以及与受温度影响的光纤长度成正比的规律 ,进而实现了对RDTS测温结果的修正。实验结果表明,2km中一段700m长的光纤在温控箱 温度控制范围内,测量温度附加误差从修正前的最大4.09℃降低到 修正后的小于0.47℃。     

基于拉曼散射原理的分布式光纤测温系统研究

在研究拉曼散射原理及其应用技术的基础上,开发了一种分布式结构的光纤测温系统。通过对光纤的拉曼散射光谱信息进行解调处理,实现了全光纤的分布式温度检测。系统达到的温度分辨率为0.3℃,空间分辨率为3m,最大测量距离为6 000m。相关的实验室和野外试验结果表明,该系统的主要性能指标能够满足实际工程的使用要求。     

航空发动机光纤表面温度测试技术应用研究

温度测试在航空发动机设计阶段能有效验证其设计性能,同时也能提供设计优化方向,因此温度测试技术在航空发动机研制中具有重要意义。由于航空发动机具有流道窄、高温高压并且内部流速高等特点,导致常规温度测试方法存在一定的局限性。而光纤测温技术是一项新兴的温度测试技术,具有耐高温、体积小、易安装及抗干扰能力强等优点,能有效测量发动机表面温度。本文介绍了光纤测温的原理和基本测温流程,对比了常规测温方法与光纤测温的特点,将光纤测温成功应用于发动机表面测试中,最后对其发展趋势进行了展望。     

布里渊散射的分布式光纤温度传感器的研究进展

提要：基于布里渊散射的分布式光纤温度传感技术凭借着其独特的优点,在国内外引起了广泛的关注,成为了一大热点研究,本文综述了基于布里渊散射的分布式光纤温度传感技术的研究现状。在简单介绍了布里渊测温原理的基础上,针对目前布里渊散射的光纤温度传感器存在的在测量范围以及空间分辨率上的缺陷、不足,重点介绍了布里渊散射的分布式光纤温...     

高温单模喇曼自校准监测系统设计

为了保证油气井高温分布式温度测量的准确度,设计了高温单模喇曼自校准监测系统,分别介绍了系统中分布式喇曼测温系统、光纤光栅温度校准系统的工作原理,并对系统的测温范围和测温精度进行了800℃的高温监测实验。实验结果表明:在测温距离为0~1 km,温度范围为0~800℃条件下,该系统的温度分辨率为0.1℃,测温精度为±2℃,基本满足高温分布式温度监测要求。     

采用光纤技术的分布式电缆温度监测系统

高压电缆敷设后工作时产生的温度是否正常,是关系到电力系统安全的重要问题。本文对采用光纤技术的电缆测温原理和技术进行探讨,分析比较了几种常见的测温方式,认为采用基于光时域反射(OTDR)技术和拉曼效应的分布式光纤温度传感系统具有较大的应用前景。     

基于自发拉曼散射的分布式光纤温度传感器的设计

在分析和研究拉曼分布式光纤测温系统原理的基础上,完成了拉曼分布式光纤测温系统的结构设计,并在此基础上成功地开发了实验系统,从而顺利完成了温度传感实验任务。     

光纤传感技术在电力电缆监测的应用原理及方案研究

当前,电力电缆逐渐成为高压输电网络中的主要组成部分。电力输电网络的实时温度参数测量已经成为测温领域的重要课题。本文重点分析了分布式光纤温度传感技术的发展和电力电缆监测中光纤传感技术的应用。通过原理阐述,分析了电力电缆温升现状,并针对性提出了三种主要应用解决方案。     

环形结构分布式温度传感器中瑞利噪声的抑制方法研究

通过对分布式温度传感系统的基本原理的研究, 分析了温度测量过程中影响测温准确度的原因,提 出了基于环形结构的分布式温度传感器修正瑞利噪声的方法,有效地消除了波长相关损耗和 瑞利噪声引起 的测温误差。通过改变传感光纤前端的参考光纤的温度,即可解出光纤的瑞利噪声。实验结 果 表明,修正瑞利噪声后的分布式温度传感器,测温误差从8.5℃降低 到0.8℃。     

分布式光纤测温系统原理及传感过程

分布式光纤测温系统依据后向散射原理可以分为三种：基于瑞利散射、基于拉曼散射和基于布里渊散射。目前发展比较成熟,且有产品应用于工程的是基于拉曼散射的分布式光纤测温系统。它的传感原理主要依据的是光纤的光时域反射（OTDR）原理和光纤的后向拉曼散射温度效应。     

面向气化炉壁面温度测量的分布式光纤传感系统实验分析

为了满足气化炉安全运行和外壁温度监测的需求,基于喇曼散射效应测温原理,利用分布式光纤系统的特性,提出了一种对气化炉外壁温度在线监测的新颖测温方法,阐述了该测温方法的检测原理,设计了一种使用无缝钢管为保护层的铠装聚酰胺耐高温分布式光纤传感系统,并对该传感系统进行了温度不确定度实验和数据分析,最后在气化炉外壁升温实验平台上...     

基于BOTDA技术的电缆温度监测

由于海底电缆深埋海底,其运行状态的监测尤为重要。因此,提出基于光纤光时域反射（OTDR）的布里渊时域反射分析技术（BOTDA）的分布式光纤传感器对复合海缆进行温度监测。简单介绍了BOTDA技术的原理以及温度监测的实验。对实验测得数据进行数据拟合处理和分析。从实验的数据分析中得出基于BOTDA技术测量出电缆温度的变化趋势和实际温度变化趋势是基本吻合的。从而验证了该技术测温误差小、响应时间短、运行可靠且能实现长距离测量,可有效应用于电缆温度在线监测,为电缆导体温度的确定提供有效的参考依据。     

基于分布式传感的全光纤放大器增益光纤纤芯温度测量

在高功率光纤激光器中,增益光纤的热效应是限制激光功率提高的重要因素之一。传统的温度测量方法只能测量到增益光纤的表面温度,无法得到增益光纤内部不同位置的温度。采用分布式光频域反射(OFDR)技术测量全光纤放大器中增益光纤纤芯的温度。对采用OFDR技术得到的温度测量结果进行了标定,验证了OFDR测量工作状态下放大器内增益光纤温度的准确性。测量了输出功率为6 W的全光纤放大器内增益光纤纤芯的温度分布,测量结果与理论相吻合。这种测温方法为未来高功率光纤激光器的温度监测提供参考。