基于光纤光栅传感的低功耗小型化电网智能感知系统

文章针对监测装置现场取电难的问题,为智能电网盲区和多事态区监测提供解决方案。本研究设计并实现了一种可用于电网智能感知的光纤光栅传感系统,由多参量的光纤光栅传感器和解调仪组成,该解调仪采用可调谐激光器作激发光源,以20×70×90 mm的微型体积,实现2 W的低功耗。系统解调仪最多可容纳4通道光纤光栅传感器,重量小于500 g,分辨率为0.5 pm,精度±2 pm,测量频率可达100 Hz,光信息可通过电力通讯光缆传输,满足多数电网设备监测需求。该传感系统功耗低、体积小,可实现多参量监测,完全满足智能电网现场供电和通讯难、事态多发的监测需求。     

基于分布式光纤温度传感技术的渗流监测试验

为实现实时、长距离和分布式的渗流监测,基于分布式光纤温度传感技术定位原理,设计了室内渗流监测模型及理想的提高渗流监测空间测量精度的光纤布置方式,通过对埋置于粘土、砂土以及均匀混合土壤中的光纤进行加热模拟渗流试验,对比分析不同渗流量下光纤温降情况,说明光纤布置方式的合理性及渗流定量监测的可行性,并给出了提高温度测量精度及压实效果的有效措施。     

布拉格光纤光栅解调技术综述

基于抗干扰能力强且能实现准分布式传感的布拉格光纤光栅传感器,针对与其应用至关重要的解调技术,从高精度解调静态信号和实时高速解调高频信号两个方面进行解调特性综述。从测量领域和软硬件设计两个维度对现有解调技术进行分类,帮助相关人员更好地选择与被测对象匹配度较好的解调技术。     

光纤测温技术现状研究及发展趋势

温度参数是电力系统运行状态中需要监控的重要物理量之一,光纤温度传感相较于其他温度传感技术,具有耐腐蚀、抗电磁干扰、低能耗、无源、易部署等诸多优势.文章分析了基于光纤的多种温度测量和传感技术原理、发展及其各自适用的应用场景,讨论了光纤测温技术在电力系统的工程使用情况,得出不同光纤测温技术的应用优势,并展望了光纤测温技术在...     

光纤传感技术在土木工程健康监测中的应用

针对传统结构的监测仪器存在的缺陷,光纤传感技术正逐步取代传统监测技术应用于土木工程结构健康监测,对单个物理量进行测试已取得可靠成果。但是,通过采用同一根光缆同时监测结构多种物理量来评价工程结构安全与健康,即联合监测在国内并不多见。介绍了分布式光纤传感技术的优势及测试原理,结合工程实例,研究了分布式光纤传感技术应用于土木工程结构健康监测的方式,并探讨了存在的主要问题及解决办法。研究结果表明,该技术应用于结构安全与健康监测是可行的。     

基于加热弱光纤阵列分布式测量技术的大坝渗流监测新方法

新型弱光纤阵列分布式测量技术是大坝渗流监测的新技术.根据弱光纤光栅测温原理、对流传热方程组和牛顿冷却公式,推导出热光纤渗流监测理论公式.设计了基于加热弱光纤监测渗流的圆筒模型试验,通过光纤周围温度场与渗流场的耦合关系,间接获得圆筒模型的渗流状态.试验结果表明,温度边界层是影响温度场和渗流场的重要因素,渗流水温度对温度边...     

光纤技术在油田测温和光电成像方面的应用

从射线光学、波动光学的角度阐述了光纤传播原理。介绍了光纤光栅探测器、分布式光纤温度传感器等光纤测温技术的工作原理和特点,并在直井注蒸汽、水平井生产的SAGD先导试验区——辽河油田DUB4区块进行了现场应用。实现了区块地层温度场的连续监测。介绍了光纤光电成像技术的工作原理,并在辽河油田套管检测修复、射孔质量检查、出水出砂位置确定、井下落物检测、工程打捞等方面进行了应用,有效地反映了井下套管的真实全貌。     

EFPI-FBG复合光纤传感器高温大应变试验研究

由于缺乏航空发动机/燃气轮机服役环境下叶片温度、应变有效性检测的技术与装置,所以工作叶片的温度环境、载荷环境和应变分布等关键数据的缺失是故障检修工作中的最大困难之一。采用非本征型法布里-珀罗(Extrinsic Farby Perot Interferometric,EFPI)与光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感技术,研制了一种基于单模光纤的EFPI FBG复合光纤传感器及其解调设备。通过搭建高温拉伸试验平台,开展了基于DZ125材料试件的复合光纤传感器高温、大应变测量的性能测试。试验结果表明：复合光纤传感器的工作温度范围为26 ℃~1 100 ℃,温度测量精度不超过全量程的5%,分辨率为0.066 ℃;F-P传感器的应变测量范围为0~19 468 με,在1 100 ℃下的相对误差为1.96%,分辨率为0.053 με。     

分布式光纤测温系统的研制

阐述了基于拉曼背向散射和光时域反射（OTDR）技术的分布式光纤测温系统的原理。系统由测温主机、测温光纤和温度解调软件组成，具有灵敏度高、可靠性好、可准确测出光纤沿线温度及信息量大的特点。试验数据表明，系统测温精度高、定位准确，在电力和其他行业得到一定应用，具有工程有效性。     

基于光纤光栅传感器的PEMFC温度监测技术研究

为实现实时原位监测PEMFC的内部温度,利用光纤光栅传感技术,将光纤光栅传感器密封埋入PEMFC阴极流场板,同步在线测量不同工况条件下电池内部温度的变化。结果表明,光纤光栅传感器能实现对PEMFC的多点内温度场实时原位监测,随着电流密度阶跃的增大,PEMFC内部温度也呈现阶跃变化,且阴极大流量供气时有利于降低PEMFC内部的温度。该方法可为PEMFC内部状态参数的原位监测提供技术参考和实施方案。     

内燃机主轴承表面温度及应变测量试验研究

利用光纤传感原理和方法,研究了主轴承表面应变及温度测量系统的方案设计、光纤传感器的铺设及标定等关键问题,并以YC115四缸内燃机为例进行了测量试验。试验结果表明:采用光纤光栅传感测量方法能够在内燃机工作过程中实现主轴承表面应变及温度数据的同步采集,通过光纤传感器可以在内燃机工作过程中了解主轴承工作面上特定位置在不同时间点上的应变变化情况。     

混凝土坝分布式光纤测温数据误差补偿方法及应用

针对混凝土坝光纤测温中存在的数据波动偏大、精度不高的问题,基于双股光纤测温数据的对称性,提出了分布式光纤温度传感系统测温数据误差补偿方法,即利用光纤对称测点基准温度,考虑光强衰减差异,解调其他位置的温度,实现传输及波长相关损耗引起的测温误差补偿,以提高测温数据的精度和稳定性。误差补偿试验结果表明,多工况下补偿后温度数据的平均绝对误差、均方根误差分别平均减小了0.28、0.34℃,波动降幅分别达53.4%、52.4%。工程应用结果表明,在浇筑仓一期冷却阶段,补偿后同一空间位置两个测点温度数据的平均绝对误差、均方根误差分别平均减小了0.14、0.22℃,波动降幅分别达到41.5%、47.0%。进而验证了误差补偿方法的可靠性。     

光纤传感技术在大坝安全监测中的应用探讨

基于光纤传感器的基本原理,分别介绍了其在坝体温度及渗漏、坝体裂缝及边坡变形、面板挠度及坝体沉降安全监测中的应用技术,并预测了光纤传感技术的应用前景,研究结果可为大坝建设提供技术参考。     

主变压器绕组热点光纤测温技术的应用

随着智能化变电站建设中对各类主设备在线监测的要求,发现传统的主变压器测温系统,已经不能适应当今的智能化技术要求。在列举了传统测温技术存在不足的情况下,介绍了一种光纤测温技术的工作原理和特点,以及将主变压器绕组热点光纤测温技术应用到泸定站改造工程中的案例。通过对主变压器在线远程绕组热点光纤测温,解决了监测变压器内部线圈热点温度盲区的难题,同时也为今后变压器的安全运行,积累和提供准确、可靠的在线动态热点温度监测值。     

稠油水平井热力开采监测工艺技术研究

针对现有热采测试工艺和技术不适应水平井热采测试需要的问题,研究开发了光纤光栅监测技术,并开发了测试光缆水平井施工工艺设备,解决了测试光缆的水平段推入问题。经室内实验和现场试验,各项技术指标均达到设计要求。光纤光栅监测技术对测量信息采用光谱频率和波长编码,测量距离和测量信息不受光源功率、光纤弯曲等因素影响,可在一支特制的光纤上准确定位测量多组光栅传感器,实现了温度与压力的同步连续测量。采用耐温400℃的高分子材料屏蔽铠装成井下测试光缆,光纤和传感器封装后可抗5t的拉力,传感器安装在一个复杂的结构内。通过井下热动态变化监测,可确认合理的注汽量和焖井时间。当井下注汽温度与压力的动态变化稳定,井下温场与注汽参数达到热平衡时为最佳注汽量;当油藏汽腔消失,温场降速平稳,压力下降幅度平稳时,即为合理的焖井时间。     

可扩展式高压输电线路光纤点式传感网络技术研究

针对高压输电线路运行状态监控采用有源电信号传感器存在的问题,以高压输电线路准分布式全光监测网络的设计和架构为例,基于FBG光纤传感、波分复用光纤信号传输和光纤网络拓扑技术,架构了新一代可扩展式无源输电线路全光监测网络,实现了单根光纤通道监测一条输电线路上多基杆塔的导线温度、金具温度、导线微风振动、绝缘子状态、杆塔倾斜等状态量。对比传统光学检测技术,并通过现场挂网式运行结果表明,该技术可实现多基杆塔状态监测,可满足电力系统安全稳定运行需求。     

基于分布式光纤测温的高拱坝蓄水初期实测温度场分析

蓄水初期坝体内部实际温度分布状态对高拱坝的安全运行具有重要意义,基于分布式光纤测温原理,运用sufer8.0绘图软件绘制各蓄水阶段的拱冠梁坝段实测温度等值线图,根据温度等值图可直观分析坝体内的温度场分布状态,并结合西南某高拱坝施工期及蓄水初期光纤实测温度资料,判断得出该高拱坝坝体温度场分布大致合理,温度控制措施合理有效。由此表明,基于分布式光纤测温方法简单、结果可靠,可满足实际现场运行监测需要。     

基于DTS的渗漏定量监测可行性试验研究

本文介绍了分布式光纤温度传感技术渗漏监测的工作原理;对试验光纤进行了温度性能标定,确定了DTS激光器的预热时间;在空气、水、含水量8.64%松散砂土和含水量10.83%松散砂土中对铠装光缆进行加热,从介质导热性能方面分析了光纤加热温升过程中剧烈变化段斜率—加热功率关系、渐变段温升—加热功率关系和渐变段斜率—加热功率关系,说明了分布式光纤温度传感系统渗漏定量监测的可行性;讨论了实际工程中分布式光纤温度传感系统渗漏监测提高空间分辨率的光纤合理布置方式。     

光纤光栅传感技术在水电站压力钢管应变监测中的应用研究

压力钢管是水电机组的关键部件。本文基于电阻应变法和光纤光栅传感技术,开展了针对压力钢管运行全过程的应变形变特点的两种方法比对试验研究。研究结果表明,光纤光栅应变法能够准确、及时地表征钢管运行过程中的形变行为,且基于光纤光栅应变传感技术所具有的抗干扰、抗腐蚀、高持久耐性等突出优点,非常适合水电站坝内压力钢管明管段等潮湿腐蚀环境下的长期健康性能监测,是今后建设压力钢管实时监测系统中应变监测的首选监测技术。     

测量太阳池盐浓度的激光光纤技术

报道了太阳池盐浓度激光光纤测试系统的工作原理及研制结果。光行探头呈Ｕ形,采用直径小于１ｍｍ的单根塑料光纤。该系统测试过程简单,能进行实时连续监测,准确度高。