远程无源光纤传感技术在油库甲烷气体监测中的应用

目前，石油化工行业中可燃气体检测装置多采用催化燃烧式或电化学式传感器，这类传感器最大的缺点就是自身带电，在易燃易爆等特殊环境中应用时存在安全隐患，而且这类传感器寿命短、精度低、稳定性差、调校困难，经常存在误测误报现象。本文探讨的甲烷多通道远程无源光纤传感技术具有很高的测量灵敏度及快速的响应能力；对温度、湿度、电磁等干扰的抵抗力强；无源本质安全的气体传感探头，以及易于形成网络等优点。在油库气体监测中取得了良好的应用效果。

基于混沌光源的光纤传感技术研究进展

混沌光源具有时域强度随机且快速波动的特点,且由于混沌光源具备宽带宽特性,其时域强度随机波动的时间尺度可达纳秒至皮秒量级,被视为可应用于光保密通信、随机数产生和光传感领域的新型光源。常见的混沌光源包括在光反馈、光注入或光电反馈作用下的半导体激光器、光纤自发辐射光源等。

分布式光纤传感技术在水力压裂中的研究进展

分布式光纤传感技术作为最新的水力压裂监测技术,应用于各大油田的水力压裂过程中,并且能够实现实时监测,已取得了显著的应用效果。为使业界进一步了解不同类型传感技术的基本原理、理论模型研究进展、现场应用情况,从分布式光纤温度传感技术和声波传感技术在水力压裂过程中的监测基本原理出发,系统总结了各类传感技术的理论模型研究进展和在产液剖面、裂缝扩展形态监测等方面的应用现状,最后提出了未来分布式光纤传感技术的发展方向。研究结果表明:①分布式光纤传感技术可以利用温度或者声波信号转换得到周围环境温度或应变的变化情况,从而实现水力压裂过程中的实时监测;②与分布式光纤声波传感技术相比,温度传感技术的相关理论模型相对较为成熟,能够实现产液剖面及裂缝形态的相关计算;③分布式光纤传感技术主要用于水力压裂过程中压裂液的注入、裂缝扩展等方面的监测。结论认为:分布式光纤传感技术可以有效地推动中国非常规储层的勘探和开发,同时提高水力压裂效果评价技术水平,这对中国油气行业的可持续发展具有重要推动作用。

基于多源传感技术的铁路货运智慧监控模拟实验系统设计

在“新工科”教育背景下,为进一步丰富和优化铁路货运实验教学内容,设计了基于多源传感技术的铁路货物运输智慧监控模拟实验系统,即使用多源传感信息技术对货物运输环境和货物运输状态进行监测以及预警。结合OBE教育理念开展教学改革实践,提出提高学生综合能力的教学和评价方法。学生能对铁路货物运输的全过程有更为深刻的认识,提升对货物运输系统的操作能力,为今后从事铁路货运工作打下坚实的基础。

基于光纤传感技术的工程监测应用研究

光纤传感技术作为当前热门技术之一,在工程监测领域有着许多重要应用。通过探讨光纤传感技术在工程形变监测中的应用案例,展示了其在工程监测领域的重要性。光纤传感技术利用光纤作为传感元件,可以实现对形变的连续、实时监测,并提供高精度的监测数据。通过布设应变光缆和温度补偿光缆,在合璧津高速公路K134段高架桥上进行了监测实验。结果表明,光纤传感技术能够准确评估结构的变形情况,并通过温度补偿算法消除了温度变化对数据的影响。通过几何方法计算沉降位移,可以实现对沉降位移的估算。

远程光纤传感网中滤波降噪方法的优化

为实现远程光纤传感网络在噪声干扰条件下的高精度检测传输,提出一种优化差分(optimized difference,OD)的降噪方法。基于移动平均法构建新差分算法,并结合低通算法、中值算法预判边缘信息及预测信号数值;采用双重判别弥补边缘信息误判的缺陷,优化准确定位边缘信息的能力;融合加权平均法与卡尔曼滤波器(Kalman filter,KF),优化信号预测的精度。实验验证结果表明:采用该方法进行数据预处理将使系统能够正常检测数据,测量精度可达0.76%,提高检测系统的抗噪性能。与先进小波阈值降噪方法的对比实验结果表明:斜率优化方法在≥10 dB噪声干扰下,测量精度相对提高0.62倍以上。

基于分布式光纤传感技术的风电叶片变形监测研究

为研究风电叶片在服役过程中的变形特性,采用分布式光纤传感技术,对叶片在静力试验中的应变场进行监测。试验结果表明,分布式光纤光栅(FBG)传感器能够有效测量风电叶片在静力试验中的各关键部位的应变信息,能承受大载荷下的高应变,测量结果与电阻应变片测量值基本吻合,验证光纤传感技术在风电叶片监测上的可靠性和有效性,为以后风电叶片的挂机在线监测提供可行方案。

基于光纤传感技术的井下机电设备参数监控技术

矿井机电设备零部件损坏、工作发热通常会导致安全事故的发生。基于光纤传感技术,设计了一种井下机电设备参数监控系统,主要包含ASE光源、光纤传感器、光纤解调仪、报警监控系统等部件。通过现场对3种常见机电设备参数的现场试验,测试了24 h范围内的温度和振动频率变化情况,实验结果显示:机电设备参数在工作一段时长之后均呈现较好的规律性且数值趋于稳定,现场测试结果均低于一级报警阈值,现场无报警发生,该设备能够较准确地实现机电设备参数测定及现场监控预警。

基于光纤传感技术的建筑幕墙变形监测与分析

幕墙面板由于材料老化、紧固件磨损、松动等原因,其安全性会随使用年限的增加而逐步下降。因此,提出了使用光纤传感技术用于建筑幕墙变形监测分析,进一步增加建筑幕墙安全性能。文章对幕墙结构动力性能参数与稳定性的关系进行了分析。为此,将光纤传感技术引入幕墙变形监测中,建立了输入层含量和隐蔽层下玻璃幕墙稳定性的光纤传感模型。此外,远程实时对幕墙板安全状态进行快速准确定量评价,完成幕墙变形监测分析。结果显示,采用光纤传感器对玻璃幕墙的稳定性有着很好的监测作用,可以有效监测幕墙结构的损伤点,进一步提高建筑幕墙的安全性能。

基于光纤传感技术的架空输电线路温度监测与预警

为提高对架空输电线路温度的监测预警能力,防止架空输电线路温度过高所引起的线路故障问题,本文结合本公司所参与的实际案例,对基于光纤传感技术的架空输电线路温度监测与预警进行分析研究,包括光纤传感器部署、监测数据采集传输,温度变化实施监控以及GIS可视化应用,同时对温度预警系统的设计与实施进行概括总结。

基于光纤传感技术的多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷检测

为解决大容量、大跨越输电用碳纤维导线由于隐蔽性缺陷无法检出而导致频繁断线的问题,提出了一种基于光纤传感技术的多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷检测方法。该方法通过搭建导线运行环境并模拟导线运行工况,采用基于分布式光纤布里渊散射的时域反射技术,检测碳纤维导线的温度和应变分布情况,并结合光时域反射技术,检测碳纤维导线中光纤的损耗情况。经过综合对比分析,获取可表征多股碳纤维缺陷隐蔽性缺陷的光纤温度、应变、损耗等信号特征量,并构建神经网络模型,将各信号特征量作为模型输入,通过模型训练确定模型内各权系数,使其能够有效地检测多股碳纤维复合芯导线隐蔽性缺陷。实验结果表明,该方法可有效获取各类光纤信号特征量,并且能够准确地检测各类导线隐蔽性缺陷,具有重要的实际应用价值。

基于分布式光纤传感技术的碳纤维复合芯导线缺陷识别方法

研究基于分布式光纤传感技术的碳纤维复合芯导线缺陷识别方法,有效采集导线应变信息,提升导线缺陷识别效果。创新性地根据偏振光时域反射原理,利用分布式光纤传感技术采集碳纤维复合芯导线应变信息;通过经验小波变换提取应变信息特征;利用自适应t分布改进的麻雀搜索算法,优化径向基神经网络权值,确定最佳径向基神经网络结构;按照邻近原则聚类应变信息特征,输出导线缺陷识别结果。实验证明:有无扰动时,该方法均可有效采集碳纤维复合芯导线应变信息,抗干扰效果较优;该方法可有效提取并聚类应变信息特征,精准识别导线缺陷。

光纤传感技术线上线下混合课程建设探索

光纤传感技术是光电信息科学与工程专业的专业课。课程主要讲述光纤传感技术的基本概念、光纤传感系统的组成、光纤传感技术涉及的原理和效应、光纤传感用光调制技术、FBG传感技术及分布式光纤传感技术等。随着互联网的高速发展,线上和线下混合教学热度逐渐上升,该教学模式可以充分利用互联网的在线教学优势,加强教师和学生的课堂互动。该文探讨在线上和线下混合教学模式下如何提高光纤传感技术教学效果的方法,并将思政因素引入到教学中。

基于光纤传感技术的冶金设备高温变形检测方法

为了降低冶金设备高温变形检测偏差,提出基于光纤传感技术的冶金设备高温变形检测方法进行研究。针对光纤传感技术的基本原理进行分析,选取脉冲预泵浦布里渊光时域分析法作为光纤传感技术,并展开光纤传感器安装和布置方案设计。为实现后续的变形检测,确保采集数据信号质量,采用平均值法展开处理。在此基础上,利用所选光纤传感技术,完成冶金设备高温变形检测。结果表明:该方法可有效降低冶金设备高温变形检测偏差,具有较高的检测精度。

光纤光栅传感技术在桥梁结构内部应变检测中的应用

为提升光纤光栅传感技术的应用效果,首先对光纤光栅传感技术检测原理进行分析,进而以某跨河桥梁为例,对测点优化布置、应变传感器埋设展开分析,并对钢绞线张拉应变、桥梁建成后运营前静载试验及桥梁运营状况进行检测,最后基于检测结果,对桥梁结构安全性进行评价。结果表明,交通荷载对跨河桥梁主桥钢梁的影响较大,引发疲劳损伤的可能性也较大;通过对箱梁结构内部应变响应程度进行检测,能较好掌握结构受动态荷载的影响情况,并对桥梁实际运行状态做出客观评价。

光纤传感技术在矿山安全监测中的应用探究

当前,我国大多数煤矿采用井工开采方式,安全系数偏低,矿山安全监测一直以来都是矿山领域的重要课题,其目的是为了保证矿山的安全运营。在矿山规模不断扩大和深入开采下,安全问题愈发严峻。因此,有效的矿山安全监测显得尤为重要。本文主要介绍光纤传感技术,并探究其在矿山安全监测中的应用,以此提高监测数据的精确性和准确性,实时获取传输数据,提前预警可能出现的安全隐患,确保矿山持续性发展。

基于光纤传感技术的煤矿机电设备安全状态监测系统设计

为满足煤矿机电设备安全状态监测的需求,以当前煤炭机电设备安全领域中的安全监测工作为研究对象,结合光纤传感技术,开展煤矿机电设备安全状态监测系统设计,以提升其综合检测质量。在文献查阅研究的基础上,基于光纤传感技术对煤矿机电设备安全状态监测系统开展整体设计以及分系统的功能设计,以实现对煤矿机电设备的实时监控、故障预警、数据记录与分析工作。最后采取系统模拟实验的方法对所研究系统的性能进行了综合分析。结果表明,研究成果在精度、实时性、稳定性等方面均有着较为良好的表现,实验中轴承温度监测偏差保持在±1℃以内。可为煤矿机电设备安全状态监测工作提供一定理论支持。

光纤传感技术在储5-8井的应用实践

井筒完整性是油气开采中不可忽视的重要问题,而利用光纤传感技术评价井筒完整性成为了一种新的方法。以储5-8井为例,探讨了利用光纤传感技术评价井筒完整性的应用实践。结合井身结构与流动状态,通过采集光纤传感数据,分析了井筒完整性的状况,综合分析认为井下封隔器密封性出现失效现象,进行了漏点监测和预测。结果表明,利用光纤传感技术可以有效地评价井筒完整性,为油气开采提供了重要的技术支持。

基于知识图谱的分布式光纤振动传感技术现状与发展分析

分布式光纤振动传感技术是基于光时域反射(OTDR)技术的一种传感技术,而基于相位敏感型的光时域反射技术(Φ-OTDR)系统具有灵敏度高、抗腐蚀、抗电磁干扰等特性,而且Φ-OTDR系统定位精度高、成本较低、数据处理相对简单、监控距离长。因此,基于Φ-OTDR的分布式光纤振动传感技术愈发受欢迎,在边界安防、管道监测、结构健康监测、地震波勘探等领域与整合,将其转化为简单、清晰的“实体、关系、实体”的三元组,最后聚合大量知识,从而实现知识的快速响应与推理。

桥梁结构检测光纤传感技术分析

桥梁结构在长期运营过程中,受到自然环境、交通荷载等多重因素影响,不可避免地会出现各种损伤和老化现象。因此,对桥梁结构进行定期、有效的检测与评估,成为确保桥梁安全运营的关键环节。而传统的桥梁结构检测方法多依赖于人工巡检和简单仪器测量,这些方法不仅效率低下,而且难以准确判断桥梁结构的损伤程度和健康状况。为了克服这些局限性,提升桥梁结构参数精确度。以光纤传感技术开展分析,深入论述光纤传感技术在情况工况检测要点。光纤传感技术,用光纤作为传感元件,通过测量光纤中光波的物理参量变化来感知外界环境的变化,从而实现对桥梁结构内部应力、应变、温度、振动等物理量的实时检测。