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。

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。

电缆隧道分布式光纤测温装置安装预算定额研究

现有电力建设预算定额缺少电缆隧道分布式光纤测温装置的计价依据,本文依托郑州圃田220千伏电缆隧道监控工程,系统研究分布式光纤测温装置工作原理和设备安装工艺流程,对安装过程各个工序的人工、材料、机械消耗量进行现场调研与实测,编制得到分布式光纤测温装置安装预算定额,与相似定额对比,补充定额更加贴近工程实际,具有良好的适用性。

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。

通风管道测压管测点分布方法的实验研究

测压管是通风管道压力测量的常用探头装置,其结构直接关系到管道压力测量的准确性。本文提出了一种测压管形式,并对其进行了理论分析和多工况实验验证,结果表明,与目前常用的测压管布置方法相比,该测压管形式不仅测量便捷,而且测量结果更加准确。

页岩气水平井分布式光纤温度监测高效反演解释方法

为突破页岩气水平井产出剖面和有效人工裂缝参数快速智能评价技术瓶颈,采用improved dichotomy(ID)算法建立页岩气水平井分布式光纤温度监测(DTS)数据反演模型,实现页岩气水平井产出剖面和每一簇有效人工裂缝参数的高效定量解释,最终形成页岩气水平井分布式光纤温度监测高效反演解释方法。对1口现场页岩气水平井的实测DTS数据进行解释分析,根据DTS数据识别诊断出69条有效人工裂缝。裂缝半长解释结果表明:该井裂缝扩展延伸极为不均,平均有效支撑裂缝半长为61.21 m,部分压裂段内存在明显的优势裂缝,裂缝半长大于120 m;反演模拟的温度剖面与实测DTS数据拟合较好,产出剖面反演解释结果与现场PLT测试产量较为吻合,单压裂段流量最大偏差仅为0.096×10^(4)m^(3)/d,验证了反演解释方法的可靠性。

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。

基于分布式光纤传感的合成气管道温度在线监测研究

针对现有煤气化工艺中合成气管道温度监测问题,研究基于拉曼散射的分布式光纤测温系统,研制了带不锈钢套管的耐高温传感光纤,模拟合成气管道周围温度分布,在合成气管道现场铺设434.6 m的分布式耐高温光纤进行实验研究。实验结果表明:基于拉曼散射的分布式光纤测温系统测温范围为0~350℃,测温误差为±2℃,空间分辨率0.5 m,系统能够完成对煤气化合成气管道温度的在线监测,同时可以对温度异常点进行空间定位。

基于分布式光纤测温技术的管廊管道泄漏检测设计

针对管廊管道泄漏检测不及时、效率低等问题,提出了3种基于分布式光纤测温(distributed temperature sensing,DTS)技术的管道泄漏检测方案,并应用模型试验对3种检测系统检测漏点的温度特征进行研究。结果表明:光纤沿管道以螺旋式缠绕布设,光纤布设量较少,可较为精确地对检测范围内的多漏点进行捕捉和定位,并可通过调整光纤缠绕螺距(y)和光纤倾斜角度(θ)提高精度;光纤沿管壁平行三线式与八线式布设检测效果稳定,八线式光纤布设对漏点定位精度较高,但光纤布设量大。综合光纤贴壁式与螺旋式布设检测结果,提出了针对管廊管道泄漏检测系统的优化方案。研究成果可为给排水管道泄漏中分布式检测提出新方案。

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。

分布式光纤测温在海底管道泄漏监测中的应用

海底管道泄漏成为近几年常常发生的热点现象,严重影响了海域的生态环境和人民的切身利益,做好海底管道泄漏监测是确保海底管道安全运行的关键。近年来研究出的新技术——分布式光纤测温系统,具有抗电磁干扰、检测距离长、电绝缘、耐腐蚀、使用成本低、操作简单等优点。通过详细阐述分布式光纤测温系统监测管道泄漏的使用原理,并将其应用到具体的案例中,以此来提高应用的实际性,增强分布式光纤测温系统在海底管道泄漏监测中的应用推广。

地下连续墙受力变形光纤监测与数值模拟研究

地下连续墙是一种常见的深基坑支护方式,具有刚度大、防渗性能好、适应范围广等优点,但其受力变形规律较为复杂。基于超弱光纤光栅感测技术,对某地铁车站基坑地下连续墙水平位移进行实时监测。将监测数据与数值模拟结果进行对比,验证了数值分析模型选取的合理性,并基于该数值分析模型研究了不同厚度软土层中,地下连续墙水平位移的变化规律,通过墙体位移梯度(D_(w))和软土位移梯度(D_(r))进行临界厚度比计算。研究结果显示:水平位移随软土厚度的变化呈“凸肚”状,沿深度方向划分为相对稳定区、线性增长区、最大变形区和线性下降区。利用D_(w)和D_(r)标定出临界厚度比为0.24;土压力变化在基坑前四步开挖过程中较为稳定,而在第五步开挖与施工后40 d变化显著。上述研究结果为类似工程的设计、施工和监测方案的制定提供了重要参考。

边坡全维度监测技术与模型试验研究

中国是世界上地质灾害最严重的国家之一,其中滑坡常年位于各类地质灾害首位,因此对滑坡灾害进行深层次的研究至关重要。边坡工程常常会受到人类工程活动与自然地质作用叠加效应的影响,从而增加了对边坡变形失稳机理的科学认知难度。为精准掌握边坡状态信息与变形失稳过程,可通过建立全维度的监测体系以实现边坡状态信息的动态解译与表征,据此获得更加精准、可靠、直观的边坡稳定性评价依据。文章围绕边坡破坏模式及典型边坡监测技术,在厘清边坡变形演化过程的基础上,对边坡“天—空—地—体”一体化监测技术体系进行了全面分析;概述性总结了基于DFOS的边坡监测技术,重点阐述了基于DFOS的边坡多源多场监测研究思路与实施路径;系统性梳理了基于典型监测技术与DFOS技术的边坡物理模型试验研究过程与结果,以期为开展边坡加固方案设计与防灾减灾控灾提供重要的参考依据。

基于卷积神经网络的电力电缆分布式光纤温度传感系统降噪方法的研究

电力电缆沿线温度的实时在线监测能够有效避免电缆过热导致的安全事故发生,分布式光纤温度传感技术由于具有耐高温、灵敏度高和抗电磁干扰等优点在电缆温度监测中得到了广泛应用。然而对长距离的电力电缆进行分布式测温时,温度信号的信噪比随距离的增长而降低,影响电缆温度测量的准确度。针对此问题,本文设计了一种基于卷积神经网络的降噪方法,在大量先验数据的基础上对神经网络的参数进行优化更新,将其应用于长距离分布式测温信号进行噪声的滤除。实验结果表明,本文的消噪方法能够将长度为11 km的分布式测温信号的噪声水平从原始的±17.5℃抑制到±1℃内,有效抑制了噪声,提高了测温准确度。

分布式光纤网格化温度测量的自来水管泄漏监测方法研究

目的:解决自来水管道全分布式在线泄漏监测问题。方法:采用基于拉曼测温分布式光纤传感技术对水管表面温度数据实时监测,设计传感光纤直线式、S型、U型和网格状铺设方式,提出一种光纤网格化分布温度异常点检测算法,实现自来水管道泄漏定位。结果:将传感光纤(180 m)铺设于DN-300 mm的自来水管道表面,四种传感光纤铺设方法,光纤网格化测量中温度异常点检测算法的定位精度最高,定位误差小于0.2 m。结论:基于拉曼测温的分布式光纤传感系统,通过传感光纤网格铺设方式提高了定位精度;光纤网格化温度异常点算法可以准确找到管道实际泄漏位置。

光纤测温技术在工程实际中的应用

光纤测温可根据测量测温光纤中不同波长长度光的强度变化,经过信号采集处理器分析计算出光纤敷设路径上的绝对温度值,由专用计算机软件进行温度解调和图形显示,可以同时检测数十千米的温度变化信息,实现连续性分布式温度测量。光纤测温设备结构简单,耐粉尘、耐高温、耐水、耐腐蚀、不受电磁波干扰,本质安全,可用于防爆区域,测量精度高,稳定性良好,使用寿命长,成本低。不仅能够准确测量LNG储罐、石油储罐等罐体温度,探测储罐的温度过低点,实现对LNG储罐的珍珠岩填充层沉降进行实时在线监测,还可以对粮食皮带输送机设备的温度进行连续测量。光纤测温检测精准,运行维护方便,可以在工业和农业上进行推广使用。

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。

高温超导电缆测温理论与失超检测研究

高温超导电缆由于具有容量大、损耗低,以及干扰小等优点在供配电系统中得到了广泛地应用,但是在使用中需要防止电缆发生高温失超现象影响电缆的稳定运行。本文主要对高温超导电缆分布式光纤测温理论和失超检测进行研究,为了能够准确测量电缆的分布式温度,需要避免电缆工作中受到的电磁干扰,否则会影响测量结果,不能及时发现高温超导电缆的失超现象,所以利用分布式光纤测量具有重要的意义。