基于布里淵光時域分析的長輸油氣管線傳感檢測技術(shù)研究.pdf

1、分布式光纖傳感器有傳統(tǒng)傳感器不具備的體積小、重量輕、抗干擾性強(qiáng)、靈敏度高等特點(diǎn)，并且可以組成二維或三維的傳感網(wǎng)絡(luò)，能夠檢測大規(guī)模、長距離結(jié)構(gòu)的健康狀況?；诓祭餃Y光時域分析的分布式光纖傳感技術(shù)擁有一般光纖傳感器的一系列優(yōu)點(diǎn)，并且可實(shí)現(xiàn)高精度、高空間分辯率和實(shí)時動態(tài)的分布式檢測。
　　文章介紹了布里淵光時域分析(BOTDA)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了受激布里淵散射機(jī)理，推導(dǎo)了布里淵頻移與溫度和應(yīng)變的函數(shù)關(guān)系。進(jìn)行了溫度和應(yīng)變實(shí)驗(yàn)，分別

2、得到1MHz/℃的溫度靈敏度和0.03MHz/N應(yīng)變靈敏度。根據(jù)大型結(jié)構(gòu)全尺度分布式高精度溫度測量要求，組合應(yīng)用布里淵時域分析(BOTDA)技術(shù)和光纖布拉格光柵(FBG)溫度傳感技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種由BOTDA分析儀、FBG解調(diào)儀、共線傳感探頭和光開關(guān)組成的溫度傳感測試系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)測試證明，該系統(tǒng)具備大范圍分布式溫度測量與局部高精度溫度測量功能，而且實(shí)現(xiàn)了BOTDA測溫技術(shù)與FBG溫度傳感技術(shù)的有效互補(bǔ)，解決了測量范圍和測量精度的矛盾問題，并

3、且具有良好的溫度重復(fù)性，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。根據(jù)輸油管線小規(guī)模、高精度泄漏檢測要求，設(shè)計(jì)了一種以原油敏感材料為基底的應(yīng)變傳感光纜，并建立了布里淵頻移對光纜局部應(yīng)變的響應(yīng)模型，用于發(fā)現(xiàn)并定位漏油事件。通過組建的模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用BOTDA對漏油導(dǎo)致的布里淵頻移進(jìn)行分布式檢測，在15min內(nèi)準(zhǔn)確定位了小規(guī)模漏油，并且在1.714km的長度上實(shí)現(xiàn)了1m的空間分辨率和0.1m的定位誤差。利用Windows平臺基于MFC類庫開發(fā)的工具Waves