分布式光纤井下监测水平井多级压裂方法

页岩气水平井目前多采用泵送桥塞和射孔联作工艺,该工艺能同时控制多条裂缝的起裂和延伸,但压裂成缝方位难以准确可靠地探测出。高分辨率分布式光纤声波感应(DAS)和温度感应(DTS)利用光纤中传输光的背向拉曼散射效应,可对光纤本身所处的声波场、温度场分布情况进行实时分布式的测量,利用光时域反射技术对测量点精确定位,可实现水平井多级多簇压裂施工期间裂缝起裂、扩展及延伸的实时监测。     

分布式光纤测温技术性能分析

光纤传感器可构成传感网络,实现分布式测量,广泛应用于大型建筑物的结构健康监测等方面,因此分布式光纤传感技术成为近年来光纤传感领域的研究热点.文章通过分布式光纤测温系统的工作原理、特点及性能等方面,从基于光纤后向散射的光时域及频域反射技术的分布式光纤测温和基于光复用技术的光纤光栅分布式测温的分布式光纤测温技术两个研究方向进行了综述;同时阐述分析了两个方向在建筑节能测温中的应用情况,并提出了展望.     

分布式光纤测温系统在特高拱坝真实温度场监测中的应用

以溪洛渡特高拱坝为例,阐述现场布设分布式光纤系统,进而确定特高拱坝真实温度场的方法与流程.分析特高拱坝混凝土真实温度场研究的必要性与可行性,建议现场布设分布式光纤进行试验研究的有效途径.基于所提方法,在溪洛渡特高拱坝的施工现场布设分布式光纤,构建分布式光纤测温系统,并进行真实温度场的相关测试.实测成果表明分布式光纤测温系统能快捷、准确地监测大坝混凝土结构内部温度场的变化,为有效地评价大坝安全提供了可靠的科学依据.研究结果表明:采用在施工现场布设分布式光纤,并进行基于实时温度场的试验,可更为准确地确定特高拱坝的真实温度状况.     

BOTDA技术在大跨度桥梁监测中的应用

PPP-BOTDA技术是近年来发展起来的一种尖端技术,目前已广泛应用于大跨度桥梁变形监测中.温度对分布式光纤监测技术有着重要的影响,但温度补偿一直都处在研究阶段.本文采用松套光纤的方式进行直接的温度补偿,消除桥梁监测数据中的假应变,从而得到更加精确的桥梁变形信息.并通过具体工程实例对比分析,验证了该方法的可行性.     

光纤传感器在复合材料固化监测中的应用

光纤传感器代表一种崭新的传感技术，适用于众多场合，根据传感原理，对应用于复合材料固化监测的光纤传感器进行了概述，分别介绍了它们的结构，传感机理及应用方法，并总结了光纤固化监测传感器在工程中广泛应用急待解决的问题。     

分布式拉曼光纤测温系统研究进展

分布式拉曼光纤测温系统是一种快速、可靠、稳定的实时在线测量系统,它已经成为工业过程中一种重要的新检测技术.详细介绍了分布式光纤拉曼温度传感原理与系统结构,总结了国内外研究历史,重点介绍了主要应用领域和实际应用案例.     

分布式光纤传感网络在边坡变形监测中的应用

介绍了测量边坡变形的新方法——分布式光纤传感监测技术,具体叙述了线型分布式光纤传感器、螺旋型分布式光纤传感器和BOTDR光纤传感网络的传感机理及埋设工艺,利用这3种方法对边坡变形进行监测,可以及时掌握边坡的安全稳定状态信息。     

光纤传感技术在边坡监测中的应用

将分布式光纤传感技术引入边坡监测,既可得到整个滑坡体的概要特征,又能提高监测效率。PPP-BOTDA(Pulse-Pre-Pump Brillouin Optical Time Domain Analiysis)通过改变泵浦光的形态,在测量的脉冲光发出前,增加一段预泵浦脉冲波来激发声子以达到更高的空间分辨率和应变测量精度。本文主要介绍PPP-BOTDA的工作原理,并将其应用于野三河边坡中。同时,在边坡变形的关键部位安装北京基康BGK4420-25裂缝计,获得关键裂缝位置的应变信息,两者结合可获取边坡较完整的信息。     

光开关在分布式光纤温度传感系统的应用研究

分析了决定分布式光纤温度传感器系统传感距离的因素,提出了使用光开关扩展系统的传感长度。设计了多模1×2棱镜光开关的单片机驱动接口,计算机软件通过RS232串行接口发出指令控制光开关的切换。测试结果表明,嵌入了1×2光开关可使系统传感光纤长度延伸为原来的2倍。     

光纤布拉格光栅传感技术在土木结构健康监测中的应用

介绍了光纤布拉格光栅传感器的工作原理，阐述了光纤布拉格光栅传感技术在土木工程结构健康监测中的应用现状及其发展趋势。     

基于分布式光纤传感的地下管线监测研究综述

概述地下管线在国民经济和国防建设中的重要作用以及管道失效可能带来的严重后果. 指出分布式光纤传感（DFOS）技术能够对地下管线进行实时监测,为其结构健康和安全运营提供保障. 介绍基于分布式光纤传感技术的地下管线监测原理,阐述该技术在管线泄漏监测、第三方入侵监测、变形监测、腐蚀监测、地质与自然灾害监测和海底管道监测等方面的研究进展.分析当前研究中存在的问题、当下的研究热点以及今后的研究趋势.     

Advances in fibre optic based geotechnical monitoring systems for underground excavations

Geotechnical stability is a major concern for the long-term safety and integrity of underground infrastructures such as tunnels, railway stations, mine shafts and hydraulic power chambers. An effective geotechnical monitoring system is able to provide adequate warning to underground personnel prior to any unexpected major geotechnical failure. This paper reviews the conventional geotechnical monitoring sensors and the emerging Fibre Optic Sensing(FOS) techniques, pointing out their unique features and major differences. Recent advances in various FOS based monitoring systems, including Brillouin time domain distributed optical sensors and fibre Bragg grating(FBG) sensors, are investigated through a critical review of the laboratory studies and field applications used for underground geotechnical monitoring. Particular emphasis is given to fibre packaging, temperature compensation, installation methods and instrumentation performance in the underground environment. A detailed discussion of the advantages and limitations of each FOS monitoring system is also presented in this paper.     

基于屏蔽层载波通信的电缆温度在线监测系统

针对城市电网中地下埋设的XLPE电力电缆温度在线监测方法的不足,提出一种新型的XLPE电力电缆温度在线监测系统方案,该系统以金属屏蔽层为信道,基于电力线载波通信技术,实现温度信号远程传输,并在上位机利用图形编程语言LabVIEW制作监测界面,实现电缆温度在线监测;并介绍该监测系统的软件和硬件设计方案。实验结果表明:该系统能够节约通信线路建设成本,克服复杂环境下不便传输信号和建立监测系统的困难,对于城市小区配电网自动化和厂站电力电缆温度在线监测等具有一定的借鉴意义。     

土体温度光纤精细化监测室内试验研究

传统温度传感器在测量地下土体温度时存在耐腐蚀性差、易受电磁干扰、易被破坏等不足,难以准确和全面地掌握土体温度的长期变化。通过对比分析常用的几种分布式光纤测温技术,提出采用光频域反射技术来监测地下土体温度。根据光频域反射技术高精度和高空间分辨率的特征,给出了土体温度光纤精细化监测的布设方案和监测数据的分析思路。为了验证光频域反射技术在土体温度监测方面的优势和可行性,开展了土体温度室内模拟监测试验,设计出了一套土体温度光纤精细化测温装置,采用光频域反射技术对不同容器内的土体和水体温度进行监测,掌握了土体和水体温度的变化情况,并与传统测温方法进行了对比,结果表明,光纤测得的土体温度结果与传统方法得到的结果基本一致,但光纤测温可以实现分布式测量,相对于传统方法优势显著,对于土体温度精细化测量而言,取得了良好的成果。     

基于CAN总线的分布式太阳能电站远程监控系统设计

分布式光伏电站由于各节点相对独立运行,工作环境参数离散性大,监控数据量和传输距离等指标远大于传统集控式光伏电站,主控端的工作压力增大,原有监控系统难以很好实现相应功能。文中基于高可靠性的CAN总线,设计了一款符合分布式光伏电站特点的远程数据监控系统,可实现电站高效安全运行,具有应用价值。     

长周期光纤光栅高温传感特性

为使温度传感应用范围更广、价值更大,分析了影响长周期光纤光栅温度特性的各种因素,用三束高频聚焦CO₂激光脉冲对称写入法制备长周期光纤光栅,并对温度特性进行了实验研究.结果表明,在23～700℃变化范围内,谐振波长温度灵敏度随温度升高而增强,高温处温度灵敏度比低温处增强了约72%,而平均温度灵敏度约为0.11nm/℃;峰值损耗对温度变化不敏感,在23～450℃范围内起伏不超过15dB,具有良好的高温稳定性和可重复性.基于这一良好的温度特性,此种长周期光纤光栅可以制成温度传感器,在高温传感领域有着较大的应用价值.     

高压系统内置光纤温度在线监测装置的研究

研究了基于内置光纤进行高电压系统温度在线监测,阐述了该研究的结构、原理及系统的软硬件设计方案,并对装置的精度进行测试。测试结果表明,该方案能很好地解决高电压系统温度在线监测存在的问题。     

基于分布式压缩感知的宽带协作频谱感知算法

针对认知无线电中传统的宽带压缩频谱感知算法计算复杂度高、检测实时性差的缺点,提出基于分布式压缩感知信道能量观测差值的宽带协作频谱感知算法。该算法无需重构T+1时刻的信号频谱,只需重构T+1时刻与T时刻的信道能量差值,进而得到T+1时刻的信道能量;另外,为减少深衰落、阴影衰落等不利因素的影响,采用多个次用户协作频谱感知。数值分析表明,该算法所需的平均感知时耗为直接重构T+1时刻的信道能量算法的50%左右,且获得了检测概率大于0.95的检测性能。