煤矿井下微震震源高精度定位研究

煤矿井下微震震源准确定位,对于动力灾害监测预警具有重要意义.由于微震震源需要通过井下传感器接收信息反演确定,传感器的安装位置限制于煤矿井下巷道周围,传感器沿巷道近平面的不合理布置将大大降低震源定位精度.针对由传感器信息反演震源位置引起的病态问题,本文提出了基于微震监测测点优化布置的震源高精度定位算法.首先通过计算系数矩阵条件数,判定病态问题;然后利用中心化法和行平衡法联合进行病态矩阵预处理.对预处理后的矩阵A、b利用L曲线法计算正则参数,结合Tikhonov正则化算法计算得到震源坐标正则解.研究结果表明,中心化法有效降低了矩阵数量级,行平衡预处理降低了病态条件数,预处理后Tikhonov正则解的震源坐标误差最小可以达到3.09m,与预处理前的高斯消去解相比误差大大降低.通过上述优化处理,实现了井下受限空间微震监测震源高精度定位.

基于拉曼信号分段重构的分布式光纤测温空间分辨率提升研究

激光器脉宽是分布式光纤测温系统空间分辨率的主要影响因素之一,在光脉冲覆盖待测区域的情况下,系统无法准确解调出待测区域的准确温度。提出了一种拉曼信号分段与重构方法,通过分析光脉冲在待测区域处的信号特征,得出了激光脉宽对温度偏差的影响关系,并根据此关系对不同温度区域原始拉曼信号进行分段,借助待测区域长度、已知温度和待测温度下的拉曼光强差重构待测区域处的拉曼信号强度,利用重构后的拉曼信号进行温度解调,使系统空间分辨率、测温精度大幅提升。使用20 ns脉宽的光源(理论空间分辨率可达到2 m)、0.72 m测试光纤进行测试,结果表明,在90℃测试温度下,温度误差从33.9℃减小至5.8℃,系统空间分辨率由2.27 m提升至1.13 m。

分布式光纤测温技术在电缆温度监测中的应用

分布式光纤测温系统在电力行业电缆温度监测中发挥着重要的作用。本文介绍了光纤拉曼散射测温基本原理和基于光时域反射(OTDR)定位原理。以青岛供电公司二回三相4 km长电缆温度监测工程为例,介绍了光缆的选择、系统功能和监测情况。经综合分析,系统温度精度为±1℃,距离定位精度±2 m,为电缆温度实时监测和输电安全提供了科学依据。

油井分布式光纤测温及高温标定实验

在稠油热采中，分布式光纤测温技术与其他传统测温方式相比具有无可比拟的优势。该技术利用光纤拉曼散射原理和光时域反射（OTDR）定位原理为基础。为提高高温环境下的测量精度，在室内模拟井下温度环境进行温度标定实验，采用二次拟合的方法取得了较好的效果。系统温度范围：0-350℃，测温光纤长：0～1900m，测量温度精度：±2℃，距离定位精度：±2m，为油井井下温度测量提供了科学依据。

基于光纤传感系统的石油测井技术进展

随着国际原油价格的上涨,各种有利于提高采油率的测井技术越来越受到重视。光纤传感器由于其耐高温、耐腐蚀以及具有分布式在线监测能力等独特的特点,在智能化油井系统中受到西方各大石油公司的青睐。本文首先介绍国外在光纤温度、压力等在线监测以及智能化系统方面的工程技术最新进展以及发展趋势,然后介绍山东省科学院与中国石油大学合作在光纤高温、高压测井以及光纤地震检波器的研究进展。报告了采用普通和耐高温光纤光栅制作的温度、压力传感器的实验结果,以及基于极高灵敏度的光纤DFB激光器的光纤声波检测的实验结果。

光纤传感技术在矿山安全监测中的应用

随着光纤传感技术的发展,光纤光栅温度传感器以其本质安全、抗干扰、体积小、高精度等特点在矿山安全监测领域用得到广泛的应用。介绍了光纤光栅传感的技术原理及系统构成。以葛亭煤矿供电系统安全运行监测为例,经分析,温度监测系统的温度精度±1℃,上位机软件采用组态监控系统,强大的功能为葛亭煤矿安全监测提供了良好的测温解决方案。

光纤光栅温度监测仪在变压器热点远程监测中的应用

介绍了一种新型光纤光栅温度监测仪用于变压器热点的温度监测,仪器采用先进的光纤光栅传感技术,具有不受电磁干扰、远程监测、精度高等优点,尤其适合变压器这种高压、强磁场的环境。在多个变电站投入使用,取得令人满意的测量效果,较好地解决了传统变压器测温设备测温不准的缺陷。

矿山尾矿库坝光纤在线监测技术

尾矿库溃坝会造成重大安全事故,为了对其进行有效管理,必须采用先进的监测技术。本文介绍了一种光纤在线监测技术,并将其应用于尾矿库坝浸润线实时远程监测,显示了良好的应用潜力,具有很好的推广价值。

光纤光栅传感器在路基沉降监测中的应用研究

针对路基沉降变形监测工程中存在的耗费大量人力,无法实时掌握路况信息的问题,研制开发了温度不敏感型光纤光栅沉降位移传感器,其量程达到100 mm,测量精度0.1 mm。对两个多月的现场试验数据分析表明,光纤沉降位移传感器实时反映了路基面的沉降状况,尤其对降水等因素引起的路基面沉降速率的变化能够及时准确的响应。

基于IEEE 1588时间同步协议的cRIO数据采集装置的设计与实现

设计并实现了一种基于cRIO的远程分布式数据采集系统。该系统利用cRIO特有的1588插件设计了时间同步程序,以及数据采集、触发保存、本地保存和数据TCP/IP上传程序。数据采集测试结果表明,该系统短期同步精度可以达到亚毫秒级,长期测试同步精度为毫秒级。该同步系统可应用于煤矿井下光纤微震监测系统中。

光纤测量技术在变压器状态检测中的应用研究

实现对变压器等电力系统关键设备的状态检修,迫切需要强电场环境下的各种无损在线监测技术。本文重点论述了用于变压器的油温和线圈温度、绕组等振动、油溶解性气体分析、局放检测、输变电系统、高压开关气体压力等参数检测的的全光纤敏感传感器和传感器的应用。

分布反馈光纤激光器水听器

本文介绍了一种新型的基于分布反馈光纤激光器(DFB-FL)的光纤水听器系统。系统采用非平衡M-Z光纤干涉仪的解调方法和相位补偿的零差检测方式。实验结果表明,未封装的DFB-FL对微弱的振动信号非常灵敏,并且能获得准确的声音信号。

光纤光栅医疗多点温度监测系统的研究

热疗是一种新型治癌方法,其关键是组织内温度的测量。本文针对医疗行业的需要和热疗特点,采用先进的光纤传感技术研制开发了新型光纤光栅医疗多点温度监测系统,该传感系统包括光纤光栅医用温度传感器和光纤光栅多点温度监测仪,可对热疗过程中人体组织温度进行实时监测。测试结果表明该系统具有精度高、分辨率高、可靠性高、抗电磁干扰、传感器体积小等优点。

非煤矿山采空区光纤监测研究

非煤矿山采空区大面积垮落会引起地表开裂、塌陷、矿震等恶性事故,为了对采空区进行监测,开发了基于先进的光纤传感技术的光纤位移、应力和微震传感器,将这些传感器进行集成,建立针对非煤矿山采空区的监测系统,并在铁矿进行了现场示范。试验结果表明,基于光纤传感技术的非煤矿山采空区监测系统运行良好,试验数据可信,具有很好的推广潜力。

基于分布反馈光纤激光技术的水听器研究进展

基于分布反馈光纤激光技术的水声传感器以高灵敏度、大动态范围、易于组成阵列、重量轻、体积小等优势引起了广泛关注并在国防领域及其他领域开始获得应用。本文介绍了这种传感器的工作原理,在灵敏度、动态范围、阵列组成等方面的研究进展以及它所获得的应用。

一种组合结构光纤光栅压力传感器

针对目前能源化工领域压力监测需求,结合光纤双光栅感知原理,设计开发出一种满足实际工程应用的光纤光栅压力传感器。采用波纹管与悬臂梁相结合的传感结构,解决了温度对压力测量的交叉敏感问题,并通过详细的理论及标定试验分析了传感器的传感特性。实验结果表明,该传感器具有温度自补偿、线性度和重复性好、精度较高等优点,特别适合于石油、煤炭、化工等易燃、易爆环境的压力监测,具有良好的应用前景。

基于光纤干涉仪的加速度传感器

用于振动检测的光纤干涉仪加速度传感器具有大动态范围和高灵敏度等优点,非常适合要求高响应检测的场合。本文主要介绍了光纤干涉仪加速度传感原理和设计结构,并对常用的两种结构进行了性能比较。

新型光纤光栅温度传感系统在电力测温中的应用

介绍一种光纤光栅温度在线监测系统。系统采用新型光纤光栅温度传感器,具有防爆、防燃、抗腐蚀、抗电磁干扰、耐高压及在有害环境中使用安全等特点,可以实现实时、快速、大容量、准分布式测温并定位。不但可以用在电力高压开关柜温度检测中,还可以应用于电力电缆接头,油库油罐等其它需要检测温度的领域。

基于光纤传感技术的瓦斯抽采管道安全监测系统

应用光谱吸收和光纤光栅技术,研制了基于光纤传感的瓦斯抽采管道安全监测系统。对管道内的甲烷、氧气、温度以及压力等关键参数进行实时在线监测,并根据温度、压力参数对甲烷浓度进行补偿,补偿后系统的精度分别提高了7%和11%。现场实验结果表明,此方法能够实现对瓦斯抽采管道的安全监测。

光纤瓦斯转换装置及其在瓦斯抽采发电中的应用

设计了一种甲烷测量装置。该装置采用锯齿波调制的DFB激光器作为检测光源,利用光谱吸收的原理,实现对甲烷浓度的实时检测等功能。具有测量精度高,抗干扰能力强,使用寿命长等特点。本文首次报告了光纤瓦斯检测装置在煤矿瓦斯抽采监测方面的现场监测结果。