基于光纤温度混合域特征的海缆浅埋状态识别

针对光纤温度信号非平稳、非线性的特点,以及在海床表面温度和海床深处温度近似相等即温度平衡时间段内,利用光纤温差识别海缆浅埋位置存在一定的局限性问题,提出一种基于优化VMD混合域特征和LSTM的海缆浅埋状态识别方法,用于识别海缆深埋和浅埋两种状态。首先,采用参数优化的VMD对光纤温度信号进行分解,提取各阶本征模态分量与原始信号相关系数最大的分量;其次,提取原始温度信号的时域和频域特征,结合所选IMF的时域和频域特征以及能量和熵特征构建混合域特征集,并利用CDET进行敏感特征选择;最后,设计LSTM结构,将训练集输入网络进行训练,测试集验证网络的有效性,实现海缆浅埋状态识别。通过现场采集的海缆光纤温度数据进行验证,测试准确率达到100%,结果表明,该方法能够准确识别海缆浅埋状态。

基于荧光寿命与热辐射测温的30℃至800℃的光纤温度传感器

通过研究荧光型光纤温度传感和热辐射型光纤温度传感,该文设计了一种结合荧光寿命与热辐射测温的光纤温度传感器,适用温度为30~800℃。首先,改进了传统的荧光传感探针,采用石英玻璃棒代替光纤,可避免高温下光纤吸收和散射损耗导致的光传输效率下降。其次,利用耐高温的Y(P,V)O_(4):Eu^(3+)荧光材料进行中、低温段(低于400℃)的荧光寿命测温,获得材料荧光寿命与温度的关系;在中、高温段(高于300℃),使用光功率计测得1490 nm波长下光纤探针的热辐射功率与温度的关系,并拟合得到热辐射功率与温度的四阶表达式;然后,在两种测温方法都有效的温度重叠区(300~360℃),使用荧光寿命测温值标定热辐射的功率与温度关系式,确保高温段的测温精度;最后,将荧光寿命测温与热辐射测温相结合,实现30~800℃范围内的温度测量。

基于光纤温度传感的光缆外层断股高精度监测

针对光缆外层断股监测精度和敏感度较低的问题,文章提出了一种基于光纤温度传感的光缆外层断股高精度监测方法。分析光纤温度传感器的数据高速采集电路、信号放大与光/电转换电路等,获取最优监测模式;在光缆上布设光纤温度传感器,进行外层断股温度数据采集;引入小波去噪方法,构建光缆外层温度数据的信号模型,进行有效的信噪分离,完成光缆断股高精度监测。以24B1-45与24B1-08型号的光纤复合架空地线(OPGW)光缆为例,实例实验结果表明,光纤温度传感器的信噪比最高可达152和157 dB,响应频率最高可达6230和6310次/s。应用该方法后,保证光缆外层断股监测没有受到过多干扰且具有较高的监测精度,满足高精度监测需求,能够通过温度有效检测出光缆外层断股情况,为偏远地区光缆外层的故障监测提供可靠保障。

基于光纤温度和应变传感器的物理创新实验

为了实现温度和应变同时测量,本文设计了一种基于多模干涉的光纤温度和应变传感器.该传感器利用光纤熔接机将一段细保偏光纤和一段细芯光纤错位熔接后引入萨格纳克环中而制成.由于光纤错位和模场失配,传感器内存在偏振模干涉和纤芯模-包层模干涉.对不同温度和应变作用下采集到的传感器透射谱进行滤波处理,可提取两种干涉对应的透射谱.基于透射谱中两个不同波谷的温度和应变灵敏度建立同时测量矩阵,即可实现温度和应变的同时测量.实验数据显示该传感器的温度和应变分辨率分别为0.30℃和13.50με.本实验可以作为物理和光电相关专业本科生物理创新实验,帮助大学生掌握光纤传感原理、实验技能和数据处理与分析方法.

光纤温度传感器的工作原理和应用实证分析

光纤传感器具有抗干扰能力强、电绝缘性好、无火花以及高灵敏度等优点,因而被广泛应用于电力行业在线温度监控。本文在介绍光纤传感器在温度监控领域的应用及相关技术原理的基础上,通过分析光纤温度传感器中心波长预设和纤芯计算、传感器材料透过率和温度的耦合关系、光纤光栅的高灵敏度,以及封装结构中的应力和应变隔离设计,证实了光纤温度传感器可以实现高精度的温度变化测量和监测,按照一定排列顺序构成的光纤传感器阵列可以实现区域内的数据采集和提取,具有广阔的应用空间。

基于光纤温度监测技术的水平井射孔段簇优化

目前吉林油田乾安地区水平井的单井产量只能通过总产能数据得到,无法对压裂改造后射孔段、射孔簇的产能贡献做出精细评价,没有监测资料作为数据支撑,无法形成地质甜点和工程甜点相结合的储层解释评价标准。为了解决上述难题,通过在水平井中预埋光纤温度监测设备,实时监测水平井井段的温度剖面特征,对压裂后各段簇的产油量及变化情况进行有效评价,该技术可为分析各压裂段储层的产能贡献提供数据支撑。基于光纤温度监测技术原理和解释方法,利用测井参数和压裂参数(破裂压力、加砂量)进行光纤产能评价,建立测井参数和压裂参数的指数模型评价公式及产能解释图版和标准,实现了地质甜点、工程甜点的双甜点优选。在双甜点段减少射孔段长度、增加射孔簇数、缩短簇间距,实现对射孔段、射孔簇的有效优化。光纤温度监测技术在吉林油田乾安地区非常规水平井的应用表明,利用监测数据评价射孔段、射孔簇的产能贡献有利于优化水平井的压裂方案设计。

分布式光纤温度传感器的研究现状及趋势

阐述了分布式光纤温度传感技术的研究进展,主要介绍了基于后向瑞利散射、后向拉曼散射和后向布里渊散射的分布式光纤温度传感技术,并在此基础上分析了分布式光纤温度传感器的发展趋势。

分布式光纤温度传感器在交联聚乙烯绝缘地下电缆故障检测中的应用

分布式光纤温度传感器（ＦＯＤＴ ｓｅｎｓｏｒ）用于地下电力电缆故障检测，可对阻性接地系统故障进行快速定位。最大可测距离为１０ｋｍ ，定位精度为１ｍ 。

卡尔曼滤波在分布式拉曼光纤温度传感系统去噪中的应用

提出一种基于卡尔曼滤波的统计学方法,对光纤温度传感系统的状态进行实时估计并去除系统的噪声,提高光纤传感系统的准确度。光纤温度传感系统属于线性动态系统,被测温度是服从高斯-马尔科夫随机过程的离散时间状态变量,状态噪声是加性高斯白噪声。基于贝叶斯最大后验概率推论(MAP)和最小均方误差(MMSE)准则,新的测量值通过量测更新方程修正后验状态估计值。这种迭代的算法最终可以得到状态的最优估计值。该模型和算法应用在分布式拉曼光纤温度传感系统(DOFS)FGC-LR中,对其性能进行研究。用局部方差和信噪比评估该算法去噪的能力。常温点处温度的局部方差减小了83.56%,高温点处减小了84.09%。两探测点处的温度信噪比分别提高了18.45%和16.80%。算法在提高光纤传感系统的准确度,实现实时测量上取得了很好的效果。

分布式光纤温度传感技术在水电工程中的应用研究

详细分析了分布式光纤温度传感技术在水电工程中的应用。首先,在介绍分布式光纤温度传感系统与测温原理基础上,分析了该技术能用于水电工程诸多方面的可行性。其次,介绍了该技术在渗漏监测方面的应用,给出了监测不同水工建筑物渗漏时的光纤布置方案与监测方案;通过监测实例介绍了如何利用该技术监测水库库水温度;依托实际工程,研究了该技术在混凝土坝施工过程中温度监控时光纤布设所遵循的原则和埋设的基本方法。最后,通过理论分析,提出了利用该技术监测河流断面流速的基本思路与测量方法。

30km分布光纤温度传感器的空间分辨率研究

分布光纤温度传感器是一种比较新型的传感器系统,它可以实时测量空间温度场的分布。空间分辨率是分布光纤温度传感器的一个重要参数。在30km分布光纤温度传感器系统的研制过程中,对系统的空间分辨率进行了优化设计。入射激光脉冲的宽度决定了系统空间分辨率的上限。光电接收系统和电系统的带宽也会影响系统的空间分辨率。电系统的带宽必须和激光脉冲的宽度相匹配。系统的空间分辨率既可以直接测量,也可以通过测量光纤末端菲涅尔反射的半宽度来间接测量。经过优化设计,在30km的系统中,空间分辨率达到了3m。

基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的温度修正

结合基于喇曼散射的分布式光纤温度传感器的基本原理及温度解调过程,研究和分析了温度测量产生误差的主要原因.采用拟合修正的方法来解决斯托克斯光和反斯托克斯光传输损耗差异以及光纤弯曲、应力等附加损耗对系统的影响;采集光纤起始端同一位置3个不同温度的信号值求解非线性方程组,实现了对探测器暗电流引起的测量误差的修正.实验结果表明:经过修正的传感器在900m位置的温度测量误差平均值从8.0℃降到0.37℃,整条光纤的温度测量误差平均值≤±0.6℃.

分布式光纤温度传感器的研究与进展

本文综述采用散射光方法的分布式光纤温度传感器技术的基本原理、常用结构及发展动态，并描述了这项技术的最新进展。

分布式光纤温度传感器新测温原理的研究

介绍了分布式光纤温度传感器的工作原理和应用状况,分析了光纤中放大的自发拉曼散射现象及其时域特性.提出了一种基于光纤中放大的自发拉曼散射光脉冲信号温度效应的新温度测量原理,并将其应用于分布式光纤传感器系统,进而讨论了基于新测温原理的实验现象和实验数据.

小波分解在分布式光纤温度测量系统中的应用

针对单路反斯托克斯光温度测量系统测量周期过长的问题 ,在保证系统的时间分辨率和空间分辨率的前提下 ,提出了一种利用小波分解、多分辨分析、小波重构等缩短测量周期的信号处理方法。重点讨论了分布式温度测量信号的特点 ,根据这些特点选择合适的小波函数 ,并借用信息论中Shannon熵的概念 ,提出了根据信息熵的大小确定小波分解层数的方法。对比实验证明 ,此方法能有效缩短温度测量周期 。

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。

基于光频域喇曼散射的全分布式光纤温度传感器模型研究

分析了光频域喇曼背向散射 (ROFDR )的理论模型 ,指出了它的局限性 通过把玻色 爱因斯坦因子作为温度的函数引入到分析中来完善光频域喇曼背向散射(ROFDR)的理论模型 相对于测试时间来说 ,温度对时间的变化率很小 ,认为近似不变 ,所以通过研究频域和时域的信号关系给出了υ域和z域间的变换关系 最后给出了基于此模型的全分布式光纤温度传感器系统的仿真结果 ,并给出了对计算结果的误差修正公式 。

基于分布式光纤温度监测系统的集中渗漏通道流速计算模型

分布式光纤测温系统因其造价低、可实现实时快速分布式测温等优点,在堤坝渗漏监测方面具有良好的应用前景。但由于缺乏必要的理论基础和试验研究,目前分布式光纤测温的应用仅局限于渗漏定性分析,缺乏定量计算研究。根据分布式光纤温度监测系统在不加热和加热两种情况下的温度测量值,利用热平衡理论及坝体周围岩土体温度变化与集中渗漏流速关系建立数学物理模型,在层流和紊流两种不同流态下探讨了渗漏流速的确定方法。经过一个实例计算,验证了所推导公式的正确性,为分布式光纤测温在渗漏监测中的应用,提供了一个定量分析的依据。

双波长光纤温度传感器的研究

提出了一种满足电力系统高压电器设备在线温度检测需要的双波长光纤温度测量系统．系统以半导体材料的光谱吸收特性作为测温原理，采用光纤和无源器件感受和传递温度信号，具有良好的绝缘性和抗电磁干扰的能力．论述了运用改进双波长补偿方法来全面克服系统中存在的光路扰动、解决光纤温度传感器工作不稳定问题、提高系统的测量精度和稳定性的原理．给出了双波长光纤温度测量系统的实验结果，证明了理论研究的正确性．

分布式光纤温度传感器原理及其在变电站温度监测中的应用

针对变电站高压电器温度监测现状,通过对分布式光纤温度传感器原理的介绍以及对分布式光纤温度监测系统构成的分析,提出了一种基于分布式光纤温度传感原理的变电站温度在线监测系统的技术构架,并对该系统的可行性做了相应的分析。