光纖傳感技術(shù)在油氣和電力中的應(yīng)用研究.pdf

1、本論文以光纖光柵和光纖拉曼效應(yīng)兩種光纖傳感技術(shù)為主要研究對(duì)象，分別面向油氣管線健康監(jiān)測(cè)、電力柜溫度監(jiān)測(cè)、光纜識(shí)別三種工程應(yīng)用設(shè)計(jì)相應(yīng)的光纖傳感系統(tǒng)。主要內(nèi)容有:
　　1.對(duì)石油天然氣、電力、通信行業(yè)事故頻發(fā)的現(xiàn)象以及光纖傳感技術(shù)在這些行業(yè)中的應(yīng)用前景進(jìn)行了詳細(xì)介紹，分析了光纖傳感器的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，對(duì)光纖傳感技術(shù)在這些行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題進(jìn)行了討論。
　　2.針對(duì)工程應(yīng)用中油氣管線健康監(jiān)測(cè)的需求，提出將光纖光柵應(yīng)用于油氣

2、管線腐蝕缺陷表面周向的微應(yīng)變監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)預(yù)制缺陷進(jìn)行微應(yīng)變監(jiān)測(cè)，證明了光纖光柵應(yīng)用于油氣管線腐蝕缺陷表面周向微應(yīng)變監(jiān)測(cè)的可行性。結(jié)合中海油龍口終端處理廠天然氣管道的安全監(jiān)測(cè)需求，設(shè)計(jì)了集成化光纖光柵管線腐蝕缺陷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試，系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行一年多。通過(guò)對(duì)不同階段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，反映出管線的健康狀況良好，達(dá)到了對(duì)油氣管線實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的需求。
　　3.針對(duì)光纖傳感應(yīng)用于電力開關(guān)柜溫度監(jiān)測(cè)成本過(guò)高的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一

3、種成本低廉、穩(wěn)定性好的光纖光柵電力柜實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用熱膨脹系數(shù)較大的金屬封裝光纖光柵制作匹配調(diào)諧光柵。設(shè)計(jì)了基于匹配光柵解調(diào)法的光纖光柵溫度傳感系統(tǒng)。經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)的溫度精度達(dá)到±1℃。
　　4.針對(duì)聯(lián)通公司現(xiàn)有光纜普查儀的不足設(shè)計(jì)了基于拉曼散射的光纜識(shí)別系統(tǒng)，利用光纖中放大的自發(fā)拉曼散射的溫度效應(yīng)和光時(shí)域反射技術(shù)對(duì)光纜進(jìn)行識(shí)別、定位。將通信光纜和實(shí)驗(yàn)室單模光纖熔接，通過(guò)加熱光纜，散射光強(qiáng)出現(xiàn)了明顯的變化，從而很容易實(shí)現(xiàn)光纜的