基于近红外光谱吸收的高精度原油低含水测量方法

基于近红外光谱吸收原理和光纤传感器技术,提出了用于原油低含水率测量的方法和实验系统。该方法具有测量速度快,精度高,对油品无污染,适合于长期在线连续测量的特点。特别适合于油田转油站、脱水站、联合站等生产单位对原油的含水质量检测和生产过程控制要求较高的场合。在体积含水率0~5%的测量范围内,体积含水率的测量分辨率好于0.005%,体积含水率0~1%范围内的测量误差可达±0.01%。     

基于反射式塑料光纤传感器的微位移测量技术研究

近年来,高精度的位移测量精度要求越来越高,为响应这一需求,本文依据待测位移量可由反射光强变化得出的原理设计了一种基于塑料光纤的位移传感器.本文所涉及的光纤位移传感器以静态拉伸式杨氏模量测量实验中钢丝长度的微小变化为待测量进行设计.在整个传感器系统制作完成后,结果显示,在0~3mm的位移范围内,测量输出与实际位移成线性关系且线性度为0.6%,在较大位移区间内实现了具有良好线性度的测量,同时,根据实验结果测得灵敏度为2.13mV/μm,保证了测量的精准度.这种设计方法的使用扩大了塑料光纤的应用领域,同时,优化了传感器的精准度和线性化精度等性能指标.     

宽动态测量范围的光纤液体浓度传感器

液体浓度变化引起折射率变化,利用测量光学材料折射率的V型棱镜法原理,可在较宽的动态范围内测量液体的浓度。     

差动式光纤Bragg光栅土压计及其温度特性的研究

基于平面圆形薄板和悬臂梁组成一复合结构,实现了光纤Bragg光栅(FBG)压力传感器的差动式测量.结果表明:传感器分辨率为0.05%,重复性为0.14%,回程误差为0.38%,线性误差为0.24%,基本误差为±0.57%;以20℃为基准,在-20～ 100 ℃,温度引起的零点漂移不超过满量程的1.9%,随着工作温度范围减小至-20～ 50 ℃,零点温度漂移也减小至满量程的0.6%,在0～ 30 ℃,温度特性非常好,零点温度漂移最大为满量程的0.07%.给出了进一步改善传感器压力传感特性和热稳定性的方法.     

基于侧边抛磨光纤光栅双反射峰的折射率传感器

介绍了一种利用具有双布拉格反射峰效应的侧边抛磨光纤光栅(SPFBG)进行折射率测量的新型光纤折射率传感器.该传感器基于由轮式侧边抛磨法加工而成的侧边抛磨光纤光栅,通过将折射率液覆盖一部分抛磨区的方法在一根光纤光栅上获得两个布拉格反射峰.这两个布拉格反射峰差值与覆盖材料折射率有关,而与光纤光栅所受应力与环境温度无关,因此用这两个布拉格反射峰差值作为测量量对折射率测量,可减小应力与环境温度的影响,实现高精度的折射率传感测量.实验表明,当维持环境温度恒定时,光纤光栅轴向应变在线性变化范围内,该传感器测量折射率时不受应力与温度变化的影响.折射率液在1.4298～1.4479范围内,该传感器的折射率测量分辨率为0.0001.     

基于光纤F-P干涉波长的溶液浓度测量系统研究

为了消除光源强度波动对测量结果的影响，根据溶液浓度与其折射率的关系和光纤法布里珀罗(F—P)干涉仪透射光谱中心波长与干涉仪腔内介质折射率之间的关系，利用其透射光谱的中心波长进行透明溶液浓度的精确测量，开发出测量实验系统。采用可调光学滤波器对传感信号进行采集。对浓度为5％～80％的酒精进行了实际测量实验，浓度最大测量偏差为0．003％。该系统具有如下特点：1)与CCD测量技术相比，采用法布里-珀罗干涉系统透射光谱的波长信号进行溶液浓度测量，可实现连续大范围、高精度测量；2)消除了光源波动对测量结果的影响，可实现连续高精度测量，且测量范围宽；3)直接利用光电探测器PIN进行传感信号的检测，使系统计算简单；4)便于实现分布式遥测系统；5)直接拟合出F—P干涉波长与溶液浓度之间的关系，使其更适合于工程实际的应用。     

光纤光栅传感器在石油测井中的应用

介绍一种新型光纤布拉格(Bragg)光栅油井温度/压力传感器.在详细分析光纤光栅温度、应力传感原理的基础上,设计了适合于井下温度、压力参数测量的传感器.通过温度和压力实验推导了传感器波长与温度、压力之间的关系,得到了压力响应灵敏度的解析表达式.该传感器可实现温度和压力同时测量.现场实验证明:温度测量范围为10～100℃,温度灵敏度为0.0213=nm/℃;在0～20MPa的压力变化范围内,压力灵敏度达0.1631nm/Mpa,能够很好地满足油井井下测量的要求.     

光纤光栅反射波长移动研究

提出并实验了一种探测光纤光栅波长移动的新方法.该方法用一组与各个传感光纤光栅的参数对应相同的光纤光栅作为滤波元件,用抖动倍频的方法跟踪传感光纤光栅的反射光谱的峰值点,同时采用高分辨率的光栅尺作为系统的读出设备,彻底消除了压电陶瓷的非线性性及滞后性带来的误差,从而得到高精度的测量结果.     

利用弯曲光纤探头检测液体浓度

介绍了一种利用弯曲光纤探头作为传感器件来测量液体浓度的系统，并使用单片机进行控制和数据处理，实现了系统的智能化。其结果表明，对于小区域的浓度测量，具有速度快、实时性强等优点，实时性强等优点，测量精度可达到２．５％，非线性误差小于０．２％。     

LD分布式光纤拉曼高温（1000℃）测量网络

研究高温1000 ℃状态下,光纤拉曼效应随温度变化规律;研制适用于高温测量的分布式光纤拉曼温度传感器系统;解决耐高温的光缆;进行高温下系统的温度定标,研制适用于高温测量的温度信号处理软件.在国内外,分布光纤温度传感器系统的测温范围一般在0℃～120 ℃,用于煤矿直接生成煤气工程的测温范围一般在0℃～1000 ℃,因此要求系统能适应测量高温的要求、进行0℃～1000 ℃温度范围内标定而且光纤要耐高温,在高温下光纤的特性不变,此项研究在国内外文献资料中尚未见到报道.高温测量网络正应用于煤矿直接生成煤气工程,不仅能在线测量煤矿燃烧过程中煤层的温度分布状况,而且能获得煤层的燃烧方向和燃烧速度.(OE30)     

基于单片机的超声波油位测量仪的研究和实现

针对采油厂油位实时检测难度大的问题,开发一种基于单片机的超声波油位测量仪。测量仪以单片机系统为核心,利用超声波作为信息检测手段,以实现采油厂储油罐中的油位检测,并使用最小二乘法对测量数据进行分析处理。利用计算机技术和超声波检测技术研制出来的超声波油位测量仪,具有非接触性、自动控制、测量精度高、成本低廉、功能强大等优点。     

波片相位延迟的分束差动自动测量

基于偏振调制原理,从琼斯矩阵理论出发,利用先进的Si探测器、锁相放大器和微处理器,设计并建立了一套测量相位延迟器延迟量的智能化测量系统,实现了数据的自动化处理。利用闭环反馈控制系统,对旋转角度进行了反馈控制。创建的测量系统具有测量精度高、重复性好、自动化程度高和操作简单的特点。测试结果表明：系统的测量范围为400～1000nm,测量准确度优于0．1％,测量的重复误差小于0．6％。测量系统在偏光测试领域有着广泛的应用。     

GPS轨迹大数据在优化成品油配送路径中的应用

随着交通路网不断完善,出现了更多的油品配送路径,实时选择最优配送通道对于企业提高配送效率和控制物流成本至关重要.本文结合石油销售企业的实际物流情况和当前最新的技术手段,对成品油配送车辆GPS轨迹大数据在运距测量中的应用进行探讨,以提升运营效率和成本控制.结果显示,运用GPS轨迹大数据技术,可实现油品运输的智能化运距测量...     

基于光压原理的高功率激光测量装置

建立了一套基于光压原理的高功率激光测量装置,其功率测量不确定度优于2%(置信因子k=2)。在0.6~15 kW功率范围内将光压方法与量热方法进行了比较,得到的最大相对偏差小于1%。该装置的功率测量上限仅受限于激光反射镜的损伤阈值,因此其功率测量上限可达100 kW甚至更高,同时还具有响应速度快、测量准确度高、可在线测量等优点。     

高精度的测距系统中的测相技术研究

高精度的测相技术是星星间或星地间的测距系统中的关键技术之一。研究了基于双差频测相技术的高精度测相技术及其在上述高精度的测距系统中的应用。实验结果表明双差频测相技术具有10-6以上的测相分辨率及由系统本底噪声引起的测距误差小于7μm。     

井下流体光纤在线光谱分析仪关键技术

利用离散光谱法实现了可应用于井下原油在线成分分析的光纤在线测量系统。给出井下流体的光谱测量的基本原理以及建立还原模型的基本算法。传统的全谱测量方式很难满足井下应用要求，为此提出了波长选择算法以简化传统光谱测量系统设计。该波长选择算法以全光谱数据为基础进行波长筛选，最终选取了11个特征光谱来代替传统的全谱扫描。以测得的吸收谱线为基础进行模型精度实验，实验表明利用离散光谱点建立还原模型和利用全光谱建立的模型具有很好的一致性。采用离散光谱法简化了系统结构，并可应用于井下在线分析。该系统可同时对井下油、气、水进行检测，也能对原油和油基钻井泥浆混合物进行在线测量，测量误差仅为2%。     

对称共路外差干涉法测量硬盘磁头飞行高度瞬态调制

在线检测硬盘磁头飞行高度(FH)是高密度磁存储技术商品化的重要环节。提出了一种对称共路双频外差干涉测量硬盘磁头飞行高度的方法,用于在线检测磁头飞行高度瞬态调制变化。采用横向塞曼激光器作为外差光源,结合高速相位测量技术,可实现对磁头飞行高度高分辨率(0.1 nm),高采样频率(100 kHz)直接在线溯源测量。通过对称布局的两路差动干涉仪结构,系统能自适应补偿环境振动等扰动引入的随机误差以及盘片复杂运动引入的阿贝误差,还可兼容透射式玻璃盘片模拟条件下的硬盘磁头飞行高度的测量。结果表明,当盘片的偏摆在1.2μm时,系统可清晰描述小于10 nm的飞行高度调制现象。     

温度对高精度光学玻璃折射率均匀性检测的影响

为了实现光学玻璃折射率均匀性的高精度(0.2×10-6)检测,测量环境温度引入的测量不确定度应小于0.05×10-6。对测量过程中温度引入的不确定度进行了详细分析,总结了温度引起的5种误差源,对各种误差源进行了不确定度分析。结果表明,当测量腔中空气、贴置板、折射率液及被测件的径向温差不超过±0.01℃时,温度引起的测量不确定度为0.031×10-6,满足精度要求。为实验室环境的改造提出了建议,并为高精度玻璃折射率均匀性测量提供了分析数据。     

Zigbee技术在油井翻斗计量远程监测系统中的应用

随着数字化油田建设的不断推进,基于zigbee的短距离通讯技术在油田生产过程中得到越来越广泛的应用。本文结合zigbee技术在油田现场油井计量设备数据监测系统的具体应用,分析Zigbee~L线通讯技术的特点和优势及在油田现场应用的前景。     

基于高频微波技术的分布式布里渊光纤温度传感器

提出了一种基于分布式布里渊光纤传感系统的温度快速测量方案。该方案基于外差相干检测原理,利用高速脉冲检波管对布里渊散射信号进行直接探测,从而缩短了测量时间;并结合累加平均与小波变换技术,减小了布里渊散射信号中的噪声,通过对去噪后的信号进行解调实现了长距离温度测量。实验结果表明,在24.8km的长度范围内,温度测量误差小于3℃,测量时间小于3s。