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分布式光纖應變傳感技術及應用


  來源: 中電儀器-中電科40、41所 時間:2016-05-06 作者:袁明 閆寶東 閆繼送
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目前,利用分布式光纖應變傳感器對電纜進行監(jiān)測的研究還在逐漸深入當中,隨著研究的不斷深入,分布式光纖應變傳感器將在智能電網(wǎng)中發(fā)揮越來越大的作用,既可實現(xiàn)電纜纜的智能化監(jiān)測,也可以挖掘光纖利用率,便于調(diào)度與運行人員實時掌握其運行情況,為電纜的調(diào)控、維護、保障提供科學的依據(jù),提高電纜的可靠性。

4、在石油領域的應用

長距離、分布式、本質(zhì)安全的優(yōu)點令分布式光纖應變傳感器在石油領域中也有著很大的應用潛力,國外很多學者也對分布式光纖應變傳感器在石油領域的研究投入了很多的精力,國內(nèi)一些專家也開始進行在該領域的應用研究,但總體來說,分布式光纖應變傳感器在石油領域的應用研究尚處于起步階段,雖然已經(jīng)有一些工程應用研究出現(xiàn),但距離大規(guī)模推廣還存在一定距離。

2009年,魏源利用BOTDR技術搭建了套管應力監(jiān)測系統(tǒng)。

2010年,殷鳳磊結合大慶油田非油層段和油層段的套管損壞形式,搭建了一套基于BOTDR技術的光纖傳感套損監(jiān)測系統(tǒng)。周智等人針對輸油管道在凍脹融沉作用下易發(fā)生大變形的情況,提出采用BOTDA對輸油管道進行長期監(jiān)測的方案。

2011年,李德橋等人應用溫度補償?shù)腂OTDA傳感技術對管道變形開展實驗研究。

2012年,賈振安與王虎等人,提出了一種基于BOTDA技術的油氣管道應力監(jiān)測方法。林發(fā)枝等人基于BOTDR技術開發(fā)了油水井套管外光纖傳感技術。賈振安等人設計了一應變傳感光纜,利用BOTDA技術檢測漏油位置。

5、在地質(zhì)災害領域的應用

我國是世界上地質(zhì)災害最嚴重、受威脅人口最多的國家之一,地質(zhì)條件復雜,構造活動頻繁,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂縫等災害隱患多、分布廣,且隱蔽性、突發(fā)性和破壞性強,防范難度大。與傳統(tǒng)點式傳感技術相比,分布式光纖應變傳感技術具備的長距離、分布式等優(yōu)點更適合用于長距離、大面積的地質(zhì)災害預警監(jiān)測,而且還可以更好的克服點式傳感器常出現(xiàn)的漏檢和盲區(qū)問題,如何更好的將分布式光纖應變傳感器用于地質(zhì)災害預警,減少地質(zhì)災害造成的人民財產(chǎn)損失,已經(jīng)成為許多專家學者非常重視的課題,尤其是分布式光纖應變傳感技術在邊坡預警監(jiān)測中的工程應用研究,倍受學者們的青睞。

2005年,丁勇等人就提出一種利用BOTDR推算邊坡的表面變形的方案。2008年,李煥強等人利用BOTDR與光纖光柵技術建立了邊坡實驗模型。隋海波等人搭建了基于BOTDR的邊坡分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)。史彥新在巫山殘聯(lián)滑坡上鋪設監(jiān)測光纖,并利用BOTDR獲得整個滑坡體的應變信息。

2009以后,宋震等人驗證了基于BOTDR的錨桿應變分布監(jiān)測的可行性。王寶軍等人將光纖傳感器布設在用于加固邊坡的土工織物中,并利用BOTDR進行了室內(nèi)監(jiān)測實驗。朱鴻鵠等人基于BOTDA及其它技術建立了邊坡監(jiān)測系統(tǒng)。王寶軍等人利用室內(nèi)小比例尺模型試驗,驗證了BOTDR應用于土質(zhì)邊坡變形監(jiān)測的可行性。劉永莉通過對浙江省諸永高速公路紅巖村I號滑坡抗滑樁BOTDR監(jiān)測結果,證明了通過BOTDR技術監(jiān)測抗滑樁的深部變形是可行的。

6、在水利領域的應用

分布式光纖應變傳感技術可用于大壩、河堤、海堤等大型水利工程的健康狀態(tài)監(jiān)測,水利工程利國利民,其重要性不言而喻,但同時也蘊含著潛在的成災風險,例如垮壩洪水不僅破壞水庫、水電工程本身,還會對下游千百萬人民生命和財產(chǎn)造成慘重災難。歷史上垮壩的教訓很多,美國Teton土石壩、我國板橋水庫潰決,都是著名的實例。其主要原因之一就是未設觀測系統(tǒng),或觀測系統(tǒng)不完備,無法及時得到本來可防止這場災難的信息。傳統(tǒng)的常規(guī)儀器由于點式測量的原因,難免會出現(xiàn)漏報以及盲區(qū)等情況,而分布式光纖應變傳感技術具有長距離、分布式的特點,可以很好的克服點式傳感器的缺陷,因此也受到相關領域?qū)W者的關注。

關鍵詞:儀器儀表 分布式光纖傳感 OFDR BOTDA BOTDR    瀏覽量:2203

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