基于碳纤维加热光缆的砂性土渗流场C-DTS分布式监测试验研究

岩土体中渗流场的监测是岩土工程防灾减灾中一项必不可少的基础工作。在总结已有监测方法优缺点的基础上,提出了渗流场碳纤维加热光缆的分布式温度光纤感测技术(简称C-DTS);介绍了该方法的监测原理;提出了温度特征值(tT)的概念;设计了砂性土渗流模拟装置,并对砂性土中不同渗流速率下的渗流场进行了室内试验。通过试验确定了tT与渗流速率(V)之间存在线性关系;证明了碳纤维加热光缆能够有效地提高DTS监测的敏感性,可实现渗流速率的分布式监测。对该方法应用于工程实践还需要开展的研究工作进行了分析。

基于自加热温敏光缆的高铁隧道渗漏水智能监测系统研究与应用

渗漏水问题是隧道的常见病害,是列车安全运营的重大威胁。为探索一种智能化、分布式的隧道渗漏水感测方法,研发高铁隧道渗漏水智能监测系统,利用自加热温敏光缆作为传感元件,使用分布式测温系统测量光缆温度,利用热脉冲法感测隧道渗漏水情况,并示范性应用于京雄城际铁路机场2号隧道,同时感测成果可实现可视化三维展示和智能化判别,为保障隧道安全运营提供技术支持。

主动加热式分布光纤测温对海底电缆悬空定位研究

为检测海底电力电缆海下悬空,提出主动加热式分布光纤温度传感海缆悬空检测定位方法。基于分布式光纤测温和主动加热检测原理,建立三种典型敷设模型,利用有限元分析计算主动加热过程不同介质包围海缆的轴向温度分布规律。将多模光纤和加热铜缆布置在装有泥沙和水的箱体内构建实验系统;为消除初始温度影响,采用时域温度增量为热传递分析参量。实验表明,主动加热后泥沙和水介质的温度分布差异显著;加温后泥沙和水温均递增,持续加热水温基本不变,泥沙持续升温;介质分界面温度呈阶跃变化。研究证实,主动加热分布式光纤测温方法可有效检测海底电缆的悬空状态。

用于常温输送管线泄漏检测的特种感温光缆材料特性研究

该文提出了一种用于常温介质泄漏检测的被动加热感温特种光缆,分析了特种光缆结构中反应物材料的温升特性。通过在光缆结构中添加反应物的方式,使管道泄漏点处的常温介质与反应物产生化学反应而被动加热,从而利用分布式光纤测温技术来检测泄漏点,实现常温介质输送管道健康状态的实时监。实验结果表明,特种光缆结构中反应层在2mm厚度时效果最佳,能够达到泄漏点温度检测的要求。

基于特种感温光缆的常温介质管道泄漏监测技术研究

为解决常温介质埋地管道泄漏问题,文章介绍了一种基于自加热感温光缆的常道泄漏监测技术。通过人为加热方式,使管道泄漏点处与周围土壤产生温度差,然后采用分布式光纤测温设备解调技术来确定泄漏点位置,实现了常温液体输送管道工作状态的实时监测。经过为期一年多的工程应用,验证了这一监测方式的稳定性和准确性,具有报警及时、误报率低、定位精度高的特点,能够满足实际工程应用的需求。

基于C-DTS的土壤含水率分布式测定方法研究

基于碳纤维加热光缆的分布式测温系统(简称C-DTS),提出了一种土壤含水率分布式测定方法。该方法采用C-DTS测试系统,对埋设在土壤中的碳纤维加热光缆的温度变化进行测定,利用其升温过程中的温度特征值与含水率之间的关系进行分布式测定土壤中的含水率。定义了温度特征值Tt,通过试验证明了Tt与含水率w之间存在线性关系,相关参数可通过标定试验确定。试验结果表明:采用碳纤维光缆人为加热的方法,可有效地测定土壤含水率;而DTS技术的应用,可实现土壤含水率分布式测量;此方法的测量精度与温度特征值的选取有关。

土的含水率C-AHFO法现场长期分布式监测可行性研究

本文采用了一种碳纤维加热光缆的光纤含水率测试方法(简称C-AHFO法),解决了AHFO法监测土的含水率长期(16个月)稳定性问题,并开展了室内标定和现场原位土的含水率监测试验,确定了土中含水率与温度特征值之间的关系,建立了数值模型。室内率定试验结果表明:含水率与温度特征值之间的关系可用分段函数表述。当含水率小于0.08 m3·m-3时,可采用线性关系表述;高于0.08 m3·m-3时可采用对数函数表述。经过16个月的现场监测表明:C-AHFO法在此时间范围稳定,可对土的含水率进行分布式监测,测试误差不超过0.033 m3·m-3,可准确地反映天气和季节变化过程中表层土(深度小于20 cm)的湿度变化,监测结果与数值模拟计算结果具有一致性。该方法的研发和应用为土的大面积实时含水率分布式监测提供了一种新的手段。