管道泄漏检测分布式光纤振动传感器研制

研制基于Sagnac干涉仪原理的管道泄漏检测分布式光纤振动传感器,可实时检测管道发生的泄漏.讨论该技术的工作原理及光波的相位调制机理,并进行了模拟实验.结果表明,该检测技术能有效的检测到振动信号.     

基于分布式光纤振动传感原理的电力电缆故障定位技术研究

研究一种基于分布式光纤振动传感原理和电缆局部放电原理的电力电缆故障定位技术.通过在电缆上施加高压脉冲,使得电缆上有故障的位置产生局部放电,从而产生振动信号.并将放电脉冲信号同步传输给分布式光纤振动监测系统.通过分布式光纤振动传感技术来探测电缆沿线放电产生的振动信号,并对振动信号进行定位.将该故障定位技术应用于电力电缆沿线上监测电缆故障的状态分布,并进行试验验证.实验结果表明,该系统可实现监测多回路30 km电缆线路的故障分布状况,并对故障点进行准确定位.     

基于DOFVS的新型压力输水管道泄漏在线监测方法

压力输水管道因内部压力及外部使用环境腐蚀等因素经常造成爆管泄漏等问题,根据管道泄漏时会引起泄漏点周围管壁振动这一特点,利用基于相位敏感光时域反射仪技术的分布式光纤振动传感技术(DOFVS)提出了一种新型压力输水管道光纤在线泄漏监测方法,此方法利用普通单模通信光纤拾取泄漏点引起的管道振动信号并进行实时检测和定位。在室内测试环境下,该系统能够检测出DN90 cm×EN2 cm普通钢制压力输水管道在0.4 Mpa压力下,泄漏孔径为4 mm的泄漏;在室外测试环境下,该系统能够检测出DN200 cm×EN2 cm普通钢制压力输水管道在0.27 Mpa压力下,泄漏量大于11 L/s泄漏孔的泄漏。此外,采用多尺度小波分解去噪方法,对监测信号中的环境噪声信号进行滤除,并取得了良好的去噪效果。     

分布式光纤声波传感的管道泄漏监测指标分析

分布式光纤声波传感(DAS)技术作为分布式光纤传感(DOFS)技术的前沿领域,克服了传统光纤监测仅针对温度、振动等单一指标进行泄漏事件定位的不足,在水和油气管道的泄漏监测方面具有诸多优势.本文根据分布式光纤声波传感技术的原理,介绍了其在油气管道泄漏中识别和定位泄漏事件的泄漏口噪声、温度梯度、负压脉冲和环境应变四项监测指...     

基于Φ-OTDR技术的城市地下供水管网主干线泄漏检测与定位

为解决城市地下供水管网水泄漏无法检测及定位的问题,提出基于相位敏感的光时域反射仪Φ-OTDR技术的水声泄漏检测技术。该技术作为一种分布式光纤振动传感器,具有多点探测、灵敏度高、结构简单、低成本等先天优势,应用于城市地下供水管道的实时监测,具有很好的发展前景。本文搭建供水管道水泄漏的模拟实验平台,通过分析泄漏信号的特征频谱分量,排除现场实验环境中其他干扰因素的影响,实现对水泄漏信号的识别,分离与定位,并得到了较高的信噪比。理论分析和现场模拟实验表明,Φ-OTDR技术可以应用于城市地下供水管网漏水事件的监测与定位。     

应用于定位的光纤振动传感技术的发展现状

利用光纤作为传感器提取沿途振动信号,通过对检测信号的处理和分析,可有效地检测和定位发生的故障或入侵行为等。分布式光纤振动传感器利用光波在光纤中传输时相位、偏振等对振动的敏感特性,连续实时地监测光纤附近的振动,并能够定位预防事故,有较好的应用前景。根据传感原理,分布式光纤振动传感技术可分为基于干涉原理和基于后向散射探测技术两类。该文主要从以上两个方面综述分布式振动传感器的主要技术和发展动态。     

分布式光纤振动传感器及振动信号模式识别技术研究

研究分布式光纤振动传感技术及光纤振动信号的模式识别技术。通过M-Z干涉原理实现对振动信号的检测,通过信号双向时延定位技术实现光纤振动信号的定位。运用不同的数学方法对光纤振动信号进行分析,找出不同事件产生的振动信号的特征信息,并运用MATLAB进行仿真分析。通过仿真分析,证实了系统能找到挖掘机、车辆及人员走动的特征参数,从而能将这三种不同的事件区分开来。     

新型FBG振动传感器的研究与实现

针对常用振动传感器灵敏度低、测量范围小以及材料缺陷等缺点,在分析光纤布拉格光栅(FBG)传感原理的基础上,设计了一种基于悬臂梁结构匹配光栅滤波解调的振动传感器.通过附加电磁阻尼,提高了传感器的灵敏度以及信号检测的稳定性,扩大了频率测量范围.利用激振器标准信号进行振动测试实验,并加以傅里叶分析,得到了良好的实验结果.通过实验测试证明:无失真检测频率可达300 Hz,系统频带宽,稳定性好,灵敏度高.     

光纤光栅微弱信号检测的解调电路

为了在光纤光栅匹配解调系统中实现对光纤光栅微弱信号的检测与处理,在应用微弱光电信号检测原理的基础上设计一种高信噪比、高检测精度的解调电路,该解调电路采用低噪声电路元件参数选取原则和前置放大器设计的一般方法,在雪崩光电二极管与信号数模转换之间采用互阻放大器、巴特沃斯滤波电路和多级放大电路,实现了电路的最佳噪声匹配,有效地抑制了电路的噪声和干扰。该解调电路在光纤光栅匹配解调系统中具有很高的信噪比和测量精度,且具有很好的灵敏度,在测量低频率振动信号试验中具有优异的性能。实验表明:该电路解调系统在25～200 Hz正弦激励振动信号下具有很好的低噪声性能,精确的测试出振动信号,同时该电路所采用的方法与措施对其他测量系统也有借鉴意义。     

基于Ф OTDR光纤传感技术的供水管道泄漏辨识方法

由于城市供水管道周边工况复杂,如何实现对不同工况的泄漏及其他干扰振动的模式识别成为系统的关键技术。提出了采用分形盒维数和改进近似熵作为特征量的基于相位敏感的时域反射计(Ф-OTDR)分布式光纤传感进行供水管道振动检测的方法。根据泄漏孔附近空泡噪声的信号空间填充度特征,引入分形盒维数对时域信号进行度量,采用了一种新的寻找无标度区的办法,使得出的盒维数参数值能够把握过电平率很高信号的特定特征根据湍流噪声信号混沌性特征;根据湍流噪声的混沌特性,引入近似熵复杂度对时域信号进行度量,采用了一种新的相似容限选取方法,使得更能体现信号随机性的大小。将去噪处理后检测信号的分形盒维数和改进近似熵同时作为二维参数平面的两个输入,通过在该平面设置阈值范围辨识管道泄漏信号,用以区分泄漏信号和干扰信号。对实验信号进行处理,使用该方法对泄漏辨识的准确率能达到96.7%,结果表明,采用该方法能够准确、高效地区分将供水管道泄漏信号及其他信号。