基于布里渊光时域分析的长输油气管线传感检测技术研究
分布式光纤传感器有传统传感器不具备的体积小、重量轻、抗干扰性强、灵敏度高等特点，并且可以组成二维或三维的传感网络，能够检测大规模、长距离结构的健康状况。基于布里渊光时域分析的分布式光纤传感技术拥有一般光纤传感器的一系列优点，并且可实现高精度、高空间分辩率和实时动态的分布式检测。 文章介绍了布里渊光时域分析(BOTDA)的国内外研究现状，分析了受激布里渊散射机理，推导了布里渊频移与温度和应变的函数关系。进行了温度和应变实验，分别得到1MHz/℃的温度灵敏度和0.03MHz/N应变灵敏度。根据大型结构全尺度分布式高精度温度测量要求，组合应用布里渊时域分析(BOTDA)技术和光纤布拉格光栅(FBG)温度传感技术，设计了一种由BOTDA分析仪、FBG解调仪、共线传感探头和光开关组成的温度传感测试系统。实验测试证明，该系统具备大范围分布式温度测量与局部高精度温度测量功能，而且实现了BOTDA测温技术与FBG温度传感技术的有效互补，解决了测量范围和测量精度的矛盾问题，并且具有良好的温度重复性，达到了预期的设计要求。根据输油管线小规模、高精度泄漏检测要求，设计了一种以原油敏感材料为基底的应变传感光缆，并建立了布里渊频移对光缆局部应变的响应模型，用于发现并定位漏油事件。通过组建的模拟实验系统，利用BOTDA对漏油导致的布里渊频移进行分布式检测，在15min内准确定位了小规模漏油，并且在1.714km的长度上实现了1m的空间分辨率和0.1m的定位误差。利用Windows平台基于MFC类库开发的工具Waveshow编写了一个预警软件，可对超出设定阈值的点进行报警，并且对故障点进行定位，达到预警的目的。
光纤传感器;布里渊光时域分析;油气管线;泄漏检测;受激布里渊散射;共线传感探头
西安石油大学
硕士
物理电子学
贾振安
2013
中文
TE973.6;TP212.14
61
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）