基于分布式光纤拉曼测温系统的核电一回路泄漏点监测技术

为了能对核能发电站内反应堆冷却系统管道的泄漏情况进行实时监测及高精度定位,利用拉曼散射效应和光时域反射技术构建了分布式光纤测温系统,结合特定规则的传感光纤布设方式,实现管道外壁温度场的全覆盖式实时在线监测.通过实验验证,当泄露发生导致二维平面内某区域的温度异常达到预先设置的阈值时,监测系统会依据布线规则对该点进行位置解码并标记,从而实现二维平面的精确定位.实验得到的定位精度为0.5m,并显著降低了误报可能性,可极大的提高管道外表面温度异常点的定位精度.

瑞利散射辅助的分布式光纤测温系统

为了提高基于单模光纤的分布式光纤拉曼测温系统的传感性能,基于后向瑞利散射信号与反斯托克斯信号强度比值的双路解调方案,设计了一种瑞利散射辅助的分布式光纤测温系统,并在累加平均去噪算法的基础上,采用小波阈值降噪算法,有效提高了系统性能。实验结果表明,在10.5 km的单模光纤上,系统的测温精度可达±1.0℃,并实现了多点升温实验,能够满足实际工程应用的需求。

基于分布式光纤测温装置的储能站温度监测系统设计

该文设计了一种基于分布式光纤测温装置的储能站温度监测系统,该系统以分布式光纤测温技术为核心,实现对储能站内部温度的高精度、实时监测。首先,介绍了分布式光纤测温技术的基本原理和优势,详细阐述了基于光纤拉曼散射的测温装置工作原理和关键技术。接着,对储能站温度监测需求进行分析,提出基于光纤拉曼散射的测温装置硬件架构和储能站温度监测系统的整体设计方案。最后,对未来技术发展及应用前景进行展望。

分布式光纤测温系统在散粮筒仓带式输送机上的应用

带式输送机在粮食筒仓输送系统中发挥着重要作用,为了确保其稳定、高效、安全地运行,粮食仓储行业也在不断应用新技术,提高带式输送机的本质安全。分布式光纤测温系统凭借着能连续测温、分区测量、多种报警类型设置及防雷、抗干扰能力强等技术优势,在带式输送机温度监测中的应用越来越广泛,其不仅改变了传统的设备检查方式,减轻了巡线工人的劳动强度,还提高了设备的信息化管理水平,为带式输送机的安全生产提供了有力保障。

分布式光纤测温系统在液化天然气储罐珍珠岩沉降监控中的应用

在液化天然气(LNG)接收站运营中,LNG储存在低温全包容混凝土储罐内,在储罐的内罐与外罐之间填充珍珠岩粉,从而达到保冷效果。但是在接收站长时间运行时,由于重力原因,珍珠岩粉的高度会下沉,如果下沉高度过多,珍珠岩粉的高度低于保冷设计高度时,外部热量过多地进入储罐,会产生大量的蒸发天然气(BOG)。BOG的实际产生率将高于设计产生率,将增加储罐压力,以及储罐的操作风险和运营成本。因此,安装一套分布式光纤测温系统(DTS)用于监控珍珠岩沉降,实时检测珍珠岩的高度,当珍珠岩的高度低于设计高度时,监控系统会报警,提醒操作人员填充珍珠岩。本文对DTS在LNG储罐珍珠岩沉降监控的应用进行了详细的阐述。

基于主动加热型分布式光纤测温技术的土体含水率监测试验研究

长距离堤防渠道工程运行期间易发生渗漏现象,如何实现快速、高效、大范围渗漏监测是保障堤渠工程运行安全的技术难点。基于土体热传导原理,提出了反映光缆温升值ΔT与加热时间t关系的温度临界特征值f。开展基于加热型分布式光纤技术监测不同含水率砂土与黏土的加热升温试验,研究了不同含水率工况下分布式传感光纤在砂土和黏土中温升值与加热时间的关系,同时利用非线性曲线拟合,计算了不同含水率工况下砂土和黏土对应的f值。结果表明,土体温升值和f值均随含水率增加而减小,且与含水率变化趋势的相关性较强,能够借助拟合f值监测并反演不同土质的含水率值,用以实现堤防渠道工程的渗漏险情预警。

基于拉曼散射的分布式光纤传感系统真空低温热沉环境温度梯度测量

新型分布式光纤温度传感器具备电类温度传感器所不具有的独特优势,扩展了温度测量在真空低温环境中的应用领域。在真空低温热沉环境下使用分布式光纤温度传感器进行温度梯度测量。传统热电偶温度传感器和分布式光纤温度传感器布置在同一双层铝板结构中,铝板以及传感器放置在真空低温热沉环境中。铝板由加热片进行控温,以实现真空低温热沉环境下不同温度梯度的测量。对两类传感器所测铝板的温度数据进行分析,结果表明,基于拉曼散射原理的分布式光纤温度测量系统能够对真空低温热沉环境下的温度梯度实现精确测量,可以满足低温工况下工件的温度测量。

面向连铸的光纤分布式感知测温技术研究

当前我国“双碳”重大战略目标的提出伴随着工业4.0产业应用的突破,促使钢铁工业智能化、绿色化改造与发展。绿色智能冶金的发展趋势,对连续铸钢过程铸坯与设备的动态信息获取提出更高要求。分布式光纤测温技术的发展,使高温、电磁扰动以及粘弹塑等极端环境条件下,以高测量频率获取高空间分辨率信息得以实现。本文综述了光纤测温技术原理和分类、光纤测温技术在冶金工业的国内外应用以及分布式光纤测温技术在连铸工业的研究进展,总结了分布式光纤测温技术在连铸工业的发展方向,为数字化信息获取提供裨益与帮助,促进连铸结晶器数字感知信息获取的快速发展。

基于VMD-SVD的拉曼分布式光纤测温系统降噪方法

针对分布式光纤测温系统,其产生的包含温度信息的后向拉曼散射信号极其微弱,因此极易被白噪声掩盖的问题。本文设计了一种基于VMD-SVD联合降噪算法,并提出通过对构造的仿真信号做降噪对比实验,以更优的降噪性能指标选取该算法的重要参数。实验表明,将该联合算法及EMD、VMD、EMD-SVD算法分别用于多组测试信号降噪时,VMD-SVD降噪算法相较于EMD算法有均有15 dB以上提升,相较于VMD算法有均有9 dB以上的提升,最后相较于EMD-SVD算法也均有1 dB以上提升,最后将上述算法应用于分布式光纤测温系统测量的多组后向拉曼散射信号降噪时,VMD-SVD降噪算法也能最有效的消除该信号的白噪声,为后续高质量测温奠定基础。

分布式光纤温度传感信号小波去噪方法

在分布式光纤拉曼温度传感系统中,反斯托克斯光包含了温度信息,但其强度相对较弱,易受到噪声干扰。传统的信号去噪方法往往会滤除系统所具有的原始特征。针对这一问题,本文提出了改进的小波阈值方法,将3sigm准则与传统算法相结合。在该算法中,对信号进行小波分解,再对分解的各层小波系数进行阈值处理,使用3sigm值来区分有用信号和噪声,然后进行小波重构,实现信号去噪。在7 km长的多模光纤上进行温度测量实验,使用改进的算法对数据进行分析。结果表明,改进的方法处理后的温度波动平均为0.991℃,相较于传统算法得到的2.422℃,提高了1.431℃。与传统算法相比,3sigm准则算法提高了测温精度,并为阈值的选择提供了新的思路,使阈值的选择更具统计意义。

基于光纤分布式测温的热力管道泄漏定位系统

针对传统热力管道泄漏巡检方式存在的准确度不高、抗干扰能力差等不足,采用光纤分布式测温的方法测量热力管道沿线温度场,当发生泄漏时,管道中的热水或蒸汽会流出并改变泄漏点周围的温度场,系统可以快速捕捉温度变化并实时定位泄漏点。实验检测系统性能指标为温度精度(温度测量值与真实值间的误差)±1℃,空间分辨率≤2 m,目前已成功应用于济宁运河电厂热力管道的检测中,精确地测量了热力管道沿线15 km的温度变化,并成功对一处泄漏行为进行了报警,表明分布式光纤测温系统在热力管道泄漏监测领域具有广阔的应用前景。

准分布式光纤光栅传感技术在水电厂测温系统中的应用

为了提高测温系统的测量精度与抗干扰性,提出将准分布式光纤光栅传感技术应用在水电厂测温系统中。根据光纤传感器特点,设计系统光路和数据采集模块,引入FPGA芯片和PCIE接口建立编程文件存储模块;应用准分布式光纤光栅传感技术,计算光路最佳分光比,去除光路内信号的噪声,计算目标温度值。实验结果表明:在空间距离越来越大的情况下,测量精度仍然较高,为±0.1℃,温度信号未发生失真情况,测温系统的抗干扰性能得到了提高。

基于分布式光纤测温的智能电缆测控系统

电力电缆系统的长期运行可靠性主要取决于电缆绝缘性能,而运行电缆系统的缆芯温度影响绝缘性能的变化,因此精确测量电缆系统缆芯温度实践意义重大。本文基于分布式光纤测温技术,将测温光纤内置于导体实现缆芯温度的实时测量。论文首先研究了基于分布式光纤的测温技术,接着进行具体电缆线路测控系统软硬件设计,最后介绍了所研制的智能电缆测控系统的现场应用,现场应用效果表明该系统具有良好的故障定位功能,能及时发现和提前预警电缆的薄弱环节,提高了电缆运行的可靠性。

基于分布式光纤的矿用带式输送机温度监测系统设计与应用

为提升井下矿用带式输送机生产运行安全性,基于分布式光纤测温原理,构建大柳塔矿主斜井带式输送机温度监测系统。利用拉曼散射光原理和DTS技术实现温度监测和定位监测,温度监测精度可控制在±1℃以内,定位精度小于0.3 m;通过设置不同区域的预警温度,可实现带式输送机在不同位置处的分布式火灾预警功能,对电机、滚筒和CST等重点位置进行重点监测;根据用户需求的不同,系统可提供温升斜率、绝对温度以及相对温度等多种报警方式,从而提高监测预警的可靠性,实现整个运输巷的分布式、连续无盲区监测,具有较高的应用价值。

基于拉曼散射分布式光纤测温系统的理论分析

对分布式光纤测温系统涉及的光时域散射技术与自发拉曼散射进行理论分析,给出拉曼散射的定量描述,论述了斯托克斯拉曼散射光与温度的关系,纠正了斯托克斯光与温度无关的错误认识,统一了理论与实际应用中关于斯托克斯光与温度关系的认识,最后确定了利用反斯托克斯拉曼散射光功率曲线解调瑞利散射光功率曲线的表达式,为分布式光纤测温系统进行温度解调提供参考.

基于拉曼散射的光纤测温系统设计及其应用分析

设计基于拉曼散射的光纤测温系统,经测温监测发现高温区集中在该工作面距副巷壁面35~65m处,从进风侧到回风侧,高温区在工作面内呈现由远及近的变化规律,并沿该工作面倾向方向逐渐变窄;在距副巷壁面124m,仅在距工作面10m处有一个291.49K的小范围区域。此外,经束管监测的留巷侧、副巷侧氧气浓度变化趋势同于实际结果,验证了该测温技术的有效性。

基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的分析研究

基于拉曼散射的分布式光纤测温系统利用光纤作为温度的传导介质,测量沿光纤走向的连续空间的温度场分布。通过高速采集卡采集数据,并将数据进行去掉噪声干扰和累加的处理,得到准确的温度数据。这种系统的实用性是可以对光纤沿线的温度数据实时和定点监控。通过对拉曼散射所产生的斯托克斯光/反斯托克斯光与温度关系的研究,确定分布式光纤测温系统的温度测量方法,对所采集的信号利用小波变换进行去噪声和微弱信号的处理。

分布式光纤测温系统在陈四楼煤矿的应用

【目的】介绍陈四楼煤矿分布式光纤测温系统的组成、原理、实施方法及应用效果。根据陈四楼煤矿井下现场状况,提出矿井分布式光纤测温的具体实施方法。【方法】该系统由光纤传感器、光纤仪表、可调谐噪声抑制装置、数据传输装置及远程服务器组成,能实现长距离、高精度、高可靠性的环境温度测量和实时在线显示,适用于煤矿井下各种精确温度测量任务。【结果】从应用范围来看,该系统可用于煤矿井下各种精确测温任务,如变电所电缆温度、机房硐室环境温度、大巷温度等。【结论】分布式光纤测温系统能有效测量煤矿井下温度,误差小。该系统结构简单,维护和使用方便,为煤矿井下光纤测温的研究提供新的解决方案。

基于拉曼散射理论的分布式光纤测温系统

本文阐述了基于背向拉曼散射和OTDR技术的分布式光纤测温系统的基本原理、系统组成、温度解调方法和实验数据及其分析。分布式光纤测温系统主要由测温主机、感温光纤和温度解调软件组成。它具有成本低廉、灵敏度高、可靠性好、本质安全、连续分布式测量等特点,实验数据表明该系统测温精度高、定位准确。目前分布式光纤测温系统已经在各行业得到了非常广泛地应用。

一起基于BMS分布式光纤测温系统的封闭母线超温报警故障分析

BMS分布式光纤测温系统在北京奔驰生产车间成功应用,并在封闭母线温度测量方面发挥了重要的作用。文章基于一起超温报警故障进行分析,并进行三个季度的连续追踪,发现母线温度与环境温度紧密相关,并呈现一定的规律性。最终,拟定下一步研究方向,利用母线温度、环境温度、母线电流等大数据信息,基于人工智能算法,建立母线温度预测模型,以指导实际运营。