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分布式光纤应变传感技术及应用


  来源: 中电仪器-中电科40、41所 时间:2016-05-06 作者:袁明 闫宝东 闫继送
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目前,利用分布式光纤应变传感器对电缆进行监测的研究还在逐渐深入当中,随着研究的不断深入,分布式光纤应变传感器将在智能电网中发挥越来越大的作用,既可实现电缆缆的智能化监测,也可以挖掘光纤利用率,便于调度与运行人员实时掌握其运行情况,为电缆的调控、维护、保障提供科学的依据,提高电缆的可靠性。

4、在石油领域的应用

长距离、分布式、本质安全的优点令分布式光纤应变传感器在石油领域中也有着很大的应用潜力,国外很多学者也对分布式光纤应变传感器在石油领域的研究投入了很多的精力,国内一些专家也开始进行在该领域的应用研究,但总体来说,分布式光纤应变传感器在石油领域的应用研究尚处于起步阶段,虽然已经有一些工程应用研究出现,但距离大规模推广还存在一定距离。

2009年,魏源利用BOTDR技术搭建了套管应力监测系统。

2010年,殷凤磊结合大庆油田非油层段和油层段的套管损坏形式,搭建了一套基于BOTDR技术的光纤传感套损监测系统。周智等人针对输油管道在冻胀融沉作用下易发生大变形的情况,提出采用BOTDA对输油管道进行长期监测的方案。

2011年,李德桥等人应用温度补偿的BOTDA传感技术对管道变形开展实验研究。

2012年,贾振安与王虎等人,提出了一种基于BOTDA技术的油气管道应力监测方法。林发枝等人基于BOTDR技术开发了油水井套管外光纤传感技术。贾振安等人设计了一应变传感光缆,利用BOTDA技术检测漏油位置。

5、在地质灾害领域的应用

我国是世界上地质灾害最严重、受威胁人口最多的国家之一,地质条件复杂,构造活动频繁,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等灾害隐患多、分布广,且隐蔽性、突发性和破坏性强,防范难度大。与传统点式传感技术相比,分布式光纤应变传感技术具备的长距离、分布式等优点更适合用于长距离、大面积的地质灾害预警监测,而且还可以更好的克服点式传感器常出现的漏检和盲区问题,如何更好的将分布式光纤应变传感器用于地质灾害预警,减少地质灾害造成的人民财产损失,已经成为许多专家学者非常重视的课题,尤其是分布式光纤应变传感技术在边坡预警监测中的工程应用研究,倍受学者们的青睐。

2005年,丁勇等人就提出一种利用BOTDR推算边坡的表面变形的方案。2008年,李焕强等人利用BOTDR与光纤光栅技术建立了边坡实验模型。隋海波等人搭建了基于BOTDR的边坡分布式光纤监测系统。史彦新在巫山残联滑坡上铺设监测光纤,并利用BOTDR获得整个滑坡体的应变信息。

2009以后,宋震等人验证了基于BOTDR的锚杆应变分布监测的可行性。王宝军等人将光纤传感器布设在用于加固边坡的土工织物中,并利用BOTDR进行了室内监测实验。朱鸿鹄等人基于BOTDA及其它技术建立了边坡监测系统。王宝军等人利用室内小比例尺模型试验,验证了BOTDR应用于土质边坡变形监测的可行性。刘永莉通过对浙江省诸永高速公路红岩村I号滑坡抗滑桩BOTDR监测结果,证明了通过BOTDR技术监测抗滑桩的深部变形是可行的。

6、在水利领域的应用

分布式光纤应变传感技术可用于大坝、河堤、海堤等大型水利工程的健康状态监测,水利工程利国利民,其重要性不言而喻,但同时也蕴含着潜在的成灾风险,例如垮坝洪水不仅破坏水库、水电工程本身,还会对下游千百万人民生命和财产造成惨重灾难。历史上垮坝的教训很多,美国Teton土石坝、我国板桥水库溃决,都是著名的实例。其主要原因之一就是未设观测系统,或观测系统不完备,无法及时得到本来可防止这场灾难的信息。传统的常规仪器由于点式测量的原因,难免会出现漏报以及盲区等情况,而分布式光纤应变传感技术具有长距离、分布式的特点,可以很好的克服点式传感器的缺陷,因此也受到相关领域学者的关注。

关键词:仪器仪表 分布式光纤传感 OFDR BOTDA BOTDR    浏览量:1649

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