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导线舞动条件下输电系统结构健康监测的光纤研究 被引量:19
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作者 谢凯 张洪英 +9 位作者 赵衍双 田野 吕中宾 魏建林 柴全 刘艳磊 孟怡晨 张建中 杨军 苑立波 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第7期107-119,共13页
借助光纤光栅(FBG)、相位敏感型光时域反射计(Φ-OTDR)及基于拉曼散射的分布式温度传感器(DTS),对4km长的高压输电真型线路的健康监测进行研究。分析了导线舞动过程中输电塔架和输电导线的温度和应变的特征。利用安装在塔架结构上的104... 借助光纤光栅(FBG)、相位敏感型光时域反射计(Φ-OTDR)及基于拉曼散射的分布式温度传感器(DTS),对4km长的高压输电真型线路的健康监测进行研究。分析了导线舞动过程中输电塔架和输电导线的温度和应变的特征。利用安装在塔架结构上的104个FBG应变和温度传感器对塔架结构进行应变监测。利用Φ-OTDR及DTS,借助输电线路中现有的光纤复合架空地线(OPGW)内的通信光纤,实现了输电线路的舞动和温度的监测。三种光纤传感方案相互补充照应,实现了对整个输电系统结构健康监测。 展开更多
关键词 光纤光栅 相位敏感型光时域反射计 分布式温度传感器 输电系统 结构健康监测
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准分布式光纤布拉格光栅高温传感器 被引量:17
2
作者 杜勇 司金海 +4 位作者 陈涛 李思佳 崔巍 李存霞 侯洵 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第10期64-71,共8页
针对耐高温准分布式光纤布拉格光栅(FBG)传感器的需求,利用飞秒激光相位掩模辐照结合光纤拉伸,研究出制备不同周期的布拉格光栅的方法。通过改变光纤两端施加应力的大小来控制FBG的周期,得到具有不同布拉格波长的FBG并构成准分布式高温... 针对耐高温准分布式光纤布拉格光栅(FBG)传感器的需求,利用飞秒激光相位掩模辐照结合光纤拉伸,研究出制备不同周期的布拉格光栅的方法。通过改变光纤两端施加应力的大小来控制FBG的周期,得到具有不同布拉格波长的FBG并构成准分布式高温传感器。标定了FBG的温度响应参数,实现了两点准分布式温度测量。准分布式传感系统由光纤光栅解调仪和串接在一起的不同布拉格波长的FBG构成。不同温度下FBG的光谱响应结果表明:FBG的布拉格波长对温度响应曲线有很好的线性拟合相关度,在800℃长时间退火后FBG反射率稳定在-10.2 dB,该传感系统可用于800℃以内的温度传感测量。 展开更多
关键词 光纤光学 分布式温度传感器 飞秒激光微加工 相位掩模 光纤布拉格光栅
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基于菲涅耳反射的准分布式光纤温度传感器 被引量:14
3
作者 徐平 庞拂飞 +2 位作者 陈娜 陈振宜 王廷云 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1955-1958,共4页
基于菲涅耳反射原理和光时域反射(OTDR)技术,提出了一种新型的、结构简单的准分布式光纤温度传感器。传感器由两个端面抛光的光纤对接构成,并在两端面间隙中填充温敏材料。传感器周围温度变化改变温敏材料的折射率,从而引起菲涅耳... 基于菲涅耳反射原理和光时域反射(OTDR)技术,提出了一种新型的、结构简单的准分布式光纤温度传感器。传感器由两个端面抛光的光纤对接构成,并在两端面间隙中填充温敏材料。传感器周围温度变化改变温敏材料的折射率,从而引起菲涅耳反射强度的变化。将三个传感头串联,利用OTDR探测各传感器菲涅耳反射的微弱变化实现温度传感和传感器定位。在-30~80℃范围内,随着温度升高,该系统各个传感头的菲涅耳反射强度单调增大,且温度传感特性具有良好的重复性,同时具有极低的附加损耗。 展开更多
关键词 光纤光学 传感器 分布式温度传感器 光时域反射 菲涅耳反射
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基于加热光纤分布式温度传感器的土壤含水率测定方法 被引量:13
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作者 胡优 李敏 +1 位作者 任姮烨 司炳成 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期42-49,共8页
为探讨加热光纤分布式温度传感技术测量土壤含水率不同方法的可行性,通过室内土槽试验,加热埋设于砂土的碳纤维光纤,利用分布式温度传感器测量不同含水率下沿光纤的温度变化,建立最大升温值、累积升温值和热导率与土壤含水率的关系,并... 为探讨加热光纤分布式温度传感技术测量土壤含水率不同方法的可行性,通过室内土槽试验,加热埋设于砂土的碳纤维光纤,利用分布式温度传感器测量不同含水率下沿光纤的温度变化,建立最大升温值、累积升温值和热导率与土壤含水率的关系,并比较这3种方法推求土壤含水率的测量精度。结果表明,光纤的温度波动随采样间距的增大或时间间隔的增大均减小,合理的采样间距和时间间隔设置能控制温度波动小于±0.1℃。在低(0~0.1 m^3/m^3)、中(>0.1~0.2 m^3/m^3)和高(>0.2~0.35 m^3/m^3)3个含水率水平,热导率法的测量精度均高于最大升温值法和累积升温值法,并且3种方法的测量精度均随含水率增加而降低;热导率法的均方根误差为0.015 m^3/m^3,低于最大升温值法(0.038 m^3/m^3)和累积升温值法(0.050 m^3/m^3)。研究对高时空分辨率精确获取田间尺度土壤墒情信息发展精准农业具有重要意义。 展开更多
关键词 土壤 含水率 热导率 光纤 碳纤维 分布式温度传感器
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分布式光纤测温系统在石油测井中的应用 被引量:10
5
作者 姜明顺 隋青美 林宗强 《光纤与电缆及其应用技术》 2007年第2期29-31,共3页
重点论述了观察井测温在油田开采中的重要性和所面临的问题,介绍了分布式光纤温度传感(DTS)技术原理以及在油田温度监测中的应用。最后展望了光纤分布式测温传感器在油田测试中的应用前景。
关键词 光纤传感器 分布式温度传感器 油田测试
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分布式光纤产出剖面测试技术应用 被引量:9
6
作者 邹顺良 《测井技术》 CAS 2021年第4期439-444,共6页
分布式光纤产出剖面测试技术使用光纤作为温度和振动频率传感器,可以获得整个井筒实时连续的温度剖面和振幅剖面,据此得出井筒各段产出情况。相对于传统产出剖面测试,具有对井干扰小、价格便宜等优势。目前该技术已经成功用于油气井产... 分布式光纤产出剖面测试技术使用光纤作为温度和振动频率传感器,可以获得整个井筒实时连续的温度剖面和振幅剖面,据此得出井筒各段产出情况。相对于传统产出剖面测试,具有对井干扰小、价格便宜等优势。目前该技术已经成功用于油气井产出剖面测试。结合实例,从测试原理、测试系统、数据解释等方面介绍分布式光纤产出剖面测试技术在非常规水平气井的应用,并通过堵水措施以及同传统产出剖面测试结果对比,验证分布式光纤产出剖面测试技术的可靠性,表明该技术在产出剖面测试中具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 分布式光纤 分布式温度传感器 分布式声波传感器 产出剖面测试 可靠性
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基于变脉宽光源的分布式光纤拉曼温度传感器研究 被引量:9
7
作者 张磊 冯雪 +1 位作者 张巍 刘小明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2584-2587,共4页
提出了在分布式光纤拉曼温度传感器中,采用可变脉宽光源实现双功能温度监测的方法.采用窄脉冲获得高空间分辨率进行峰值温度监测,再改用宽脉冲获得高温度分辨率进行平均温度监测,可以兼顾不同测温环境对高温度分辨率或高空间分辨率的不... 提出了在分布式光纤拉曼温度传感器中,采用可变脉宽光源实现双功能温度监测的方法.采用窄脉冲获得高空间分辨率进行峰值温度监测,再改用宽脉冲获得高温度分辨率进行平均温度监测,可以兼顾不同测温环境对高温度分辨率或高空间分辨率的不同使用要求.结果表明,与采用固定脉宽光源的传统方法相比,采用可变脉宽光源可以在获得相同温度分辨率的前提下,降低了系统进行平均温度监测的测量时间. 展开更多
关键词 分布式温度传感器 光时域反射 光纤 拉曼散射
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环形结构分布式温度传感器中瑞利噪声的抑制方法研究 被引量:9
8
作者 孙苗 汤玉泉 +3 位作者 杨爽 李俊 Brian Culshaw 董凤忠 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2070-2075,共6页
通过对分布式温度传感系统的基本原理的研究,分析了温度测量过程中影响测温准确度的原因,提出了基于环形结构的分布式温度传感器修正瑞利噪声的方法,有效地消除了波长相关损耗和瑞利噪声引起的测温误差。通过改变传感光纤前端的参考光... 通过对分布式温度传感系统的基本原理的研究,分析了温度测量过程中影响测温准确度的原因,提出了基于环形结构的分布式温度传感器修正瑞利噪声的方法,有效地消除了波长相关损耗和瑞利噪声引起的测温误差。通过改变传感光纤前端的参考光纤的温度,即可解出光纤的瑞利噪声。实验结果表明,修正瑞利噪声后的分布式温度传感器,测温误差从8.5℃降低到0.8℃。 展开更多
关键词 分布式温度传感器 环形结构 瑞利噪声 温度修正
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基于BOTDR的高分辨率分布式光纤温度传感器 被引量:7
9
作者 王可 施斌 +4 位作者 张勇 席均 高磊 卢毅 朱友群 《光纤与电缆及其应用技术》 2010年第4期8-10,14,共4页
布里渊光时域反射计(BOTDR)是一种新型的分布式光纤传感技术。基于BOTDR中布里渊光频移量与光纤温度之间的线性关系,研发出了一种高空间分辨率分布式光纤温度传感器,其空间分辨率提高了数十倍,达到了厘米级。通过室内标定实验,得出了这... 布里渊光时域反射计(BOTDR)是一种新型的分布式光纤传感技术。基于BOTDR中布里渊光频移量与光纤温度之间的线性关系,研发出了一种高空间分辨率分布式光纤温度传感器,其空间分辨率提高了数十倍,达到了厘米级。通过室内标定实验,得出了这种温度传感器的温度系数为3.0 MHz/℃。在与传统点式温度传感器测量地温场的对比试验中,证明了这种新型温度传感器具有分布式、高分辨率、连续远程测量的诸多优点,显示出其广阔的应用前景。 展开更多
关键词 分布式温度传感器 BOTDR 高空间分辨率
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基于SBS的填充液体的光子晶体光纤温度传感器 被引量:5
10
作者 李红兵 金艳云 +2 位作者 方靖淮 施建珍 崔荣华 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2012年第12期47-52,共6页
传统的光纤分布式温度传感器存在精度不高和设备昂贵的缺点。设计了新型的基于受激布里渊散射(SBS)的分布式温度传感器,通过将乙醇填充到光子晶体光纤中,利用乙醇的折射率随温度变化的特性,光子晶体光纤的有效面积也随之变化,使得光纤... 传统的光纤分布式温度传感器存在精度不高和设备昂贵的缺点。设计了新型的基于受激布里渊散射(SBS)的分布式温度传感器,通过将乙醇填充到光子晶体光纤中,利用乙醇的折射率随温度变化的特性,光子晶体光纤的有效面积也随之变化,使得光纤输出功率随着温度的变化而变化;数值求解基于光纤的SBS耦合方程组,获得输出功率和温度的变化关系,从而验证了新的传感机制的可行性。基于新设计,要达到1℃的分辨率,功率测量设备的动态测量范围只需要达到40dB,远小于传统测量系统中频率测量设备的80dB。同时还对该系统中可能存在的一些影响因素进行了分析。 展开更多
关键词 光纤光学 光子晶体光纤 分布式温度传感器 受激布里渊散射
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1.66μm和1.55μm光源对长距离光纤拉曼温度传感器测量时间影响的理论对比 被引量:5
11
作者 张磊 冯雪 +1 位作者 张巍 刘小明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2805-2809,共5页
通过理论分析,在综合考虑长距离光纤拉曼温度传感器中各光学器件波长相关特性的基础上,比较了1.66μm和1.55μm光源对传感器测量时间的影响.计算结果表明,由于各光学器件在1.5μm波段的高性能和最大允许入纤脉冲峰值功率的增加,采用1.66... 通过理论分析,在综合考虑长距离光纤拉曼温度传感器中各光学器件波长相关特性的基础上,比较了1.66μm和1.55μm光源对传感器测量时间的影响.计算结果表明,由于各光学器件在1.5μm波段的高性能和最大允许入纤脉冲峰值功率的增加,采用1.66μm光源的光纤拉曼温度传感器,最高可获得约1.94倍的背向反斯托克斯信号.在相同空间分辨率和温度分辨率的情况下,测量时间可以降低约3/4. 展开更多
关键词 分布式温度传感器 光时域反射 光源 拉曼散射
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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 被引量:1
12
作者 李硕 王纪强 +4 位作者 高忠国 高建新 侯泽民 姜龙 侯墨语 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期285-290,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 分布式温度传感器 空间分辨率 温度精度 拉曼信号分段 拉曼信号重构
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智能化变电站温度在线监测系统的设计与应用 被引量:4
13
作者 陈静 邓强强 冯雁声 《自动化应用》 2013年第8期65-66,72,共3页
介绍变电站设备常用的温度监测手段,重点阐述在线监测系统在高压电缆温度监控方面的应用。
关键词 分布式温度传感器 温度探测 在线监控 电缆载流量
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Performance Improvements in Raman Distributed Temperature Sensor 被引量:4
14
作者 Toru FUKUZAWA Hideo SHIDA Kazushi OISHI Nobuaki TAKEUCHI Shoj i ADACHI 《Photonic Sensors》 SCIE EI CAS 2013年第4期314-319,共6页
The fiber optic distributed temperature sensor (DTS) is one of the most outstanding means to measure temperature distribution along an optical fiber. In this paper, we propose a novel calibration technique to measur... The fiber optic distributed temperature sensor (DTS) is one of the most outstanding means to measure temperature distribution along an optical fiber. In this paper, we propose a novel calibration technique to measure the temperature highly accurately over a wide range of temperatures. We also propose an improved double-ended configuration that is insusceptible to the differential loss change in the fiber and suitable for the field use. Then, we developed an interrogator that had high robustness in harsh environments. 展开更多
关键词 Raman scattering DTS distributed temperature sensor optical fiber sensor
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油藏动态监测前景 被引量:3
15
作者 王增斋 程英姿 《测井技术信息》 2005年第3期50-52,共3页
过去,进行油藏动态监测(RPM)通常采用永久性井下测量仪。电子仪器的出现使测量数据点达到了数百万甚至数十亿。由传统仪器采集到的数据对油藏动态监测无多大价值,无法对生产优化决策提供指导。除了永久性井下测量仪外,最近在油藏动... 过去,进行油藏动态监测(RPM)通常采用永久性井下测量仪。电子仪器的出现使测量数据点达到了数百万甚至数十亿。由传统仪器采集到的数据对油藏动态监测无多大价值,无法对生产优化决策提供指导。除了永久性井下测量仪外,最近在油藏动态监测方面开发出了一些新的仪器,如便携式多相流量计(MPFM)、无井下电子元件的实时井下压力变送系统(BPTS)(图1)以及光纤分布式温度传感器(DTS)。 展开更多
关键词 油藏动态监测 永久性井下测量仪 多相流量计 压力变送系统 分布式温度传感器 光纤DTS技术
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光纤传感器在油气生产测试中的应用 被引量:3
16
作者 George A.Brown Arthur Hartog +2 位作者 宋新华 赵炜 刘社民 《国外油田工程》 2003年第5期34-36,共3页
介绍了电信工业中广泛应用的光纤技术在油气生产测试中应用的可行性和技术特点 ,论述了光纤压力传感器、流量计与分布式温度传感器的工作机理。重点介绍光纤传感器的现场应用情况。
关键词 光纤压力传感器 油气生产 测试 流量计 分布式温度传感器
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分布式拉曼光纤测温系统研究进展 被引量:4
17
作者 肖骏 《科技创新与应用》 2018年第6期157-159,共3页
分布式拉曼光纤测温系统是一种快速、可靠、稳定的实时在线温度测量系统,文章介绍了分布式拉曼光纤测温系统的原理、基本技术、应用范围、研究历史与现状,同时还展望了其可能的未来发展方向。
关键词 分布式温度传感器 拉曼散射 光纤
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分布式光纤传感在线安全监测系统在工程中的应用 被引量:2
18
作者 陈华 孙鲁 《港工技术》 2013年第6期34-36,共3页
针对煤炭码头工程皮带机滚筒与托辊的温度检测及变电所电缆测温技术落后的现状,北方某煤炭码头工程采用分布式光纤传感在线安全监测系统,对相关设备电缆进行温度检测。该系统具有实时测量空间温度场分布的技术特点,可以连续精确测量光... 针对煤炭码头工程皮带机滚筒与托辊的温度检测及变电所电缆测温技术落后的现状,北方某煤炭码头工程采用分布式光纤传感在线安全监测系统,对相关设备电缆进行温度检测。该系统具有实时测量空间温度场分布的技术特点,可以连续精确测量光纤传感器沿线各点温度,适用于大范围多点测量的应用场合。传输数据可靠,并具有较高的抗干扰能力和稳定性。 展开更多
关键词 分布式温度传感器 拉曼散射 实时监测 皮带机 变电所
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一种低成本的基于温度敏感光纤和OTDR技术的新型分布式温度传感器 被引量:2
19
作者 郭雨宽 金靖 张浩石 《激光杂志》 北大核心 2019年第2期11-14,共4页
提出了一种基于温度敏感光纤和光时域反射(OTDR)原理的新型分布式温度传感器。选取标准商用单模光纤作为传感光纤。根据传感原理分析,从光纤RIA温度敏感性和OTDR损耗测量原理两方面出发,建立了传感器的通用数学模型,在此基础上对传感器... 提出了一种基于温度敏感光纤和光时域反射(OTDR)原理的新型分布式温度传感器。选取标准商用单模光纤作为传感光纤。根据传感原理分析,从光纤RIA温度敏感性和OTDR损耗测量原理两方面出发,建立了传感器的通用数学模型,在此基础上对传感器的关键性能指标进行仿真分析与讨论,并根据模型和设计方法设计了传感光纤,进而对该分布式温度传感器进行实验测试。实验结果表明,在-40℃~150℃温度范围内,其平均温度灵敏度为0. 02 dB/km/℃,温度分辨率优于1℃。 展开更多
关键词 温度敏感光纤 光时域反射技术 分布式温度传感器
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基于拉曼散射技术的高温超导线圈温度检测 被引量:1
20
作者 吴琼欣 席东民 +2 位作者 江俊杰 李柱永 金昕怡 《低温与超导》 CAS 北大核心 2021年第2期22-25,共4页
为保证高温超导线圈稳定运行,利用基于拉曼散射技术的分布式温度传感器对其进行温度检测而提前预判失超状态是当前的研究热点之一,通过观测温度变化率为提高检测速度提供一种新的思路。将6.2 m的单模光纤缠绕并固定于超导线圈的上表面... 为保证高温超导线圈稳定运行,利用基于拉曼散射技术的分布式温度传感器对其进行温度检测而提前预判失超状态是当前的研究热点之一,通过观测温度变化率为提高检测速度提供一种新的思路。将6.2 m的单模光纤缠绕并固定于超导线圈的上表面进行失超温度检测,实验得出了失超后线圈温度分布规律,并验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 高温超导线圈 分布式温度传感器 失超 温度变化率
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