光纤光栅传感技术及其在储罐漏油检测中的应用

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随着光纤光栅传感技术的快速发展,以及其本身所具有的抗干扰能力强、物化特性稳定、负载信息量大、检测精度高等优点,光纤类传感器已逐渐应用到了民用工程结构、航空航天、电力、石油化工、医学等领域,拥有广阔的应用前景。 本文主要以光纤光栅和光纤作为传感元件,对其在无线传感系统和储罐漏油检测系统中的应用进行了深入的研究。主要内容包括: 一、完成基于GSM的光纤光栅无线传感网络系统的研制。 开发基于无线GSM网的光纤光栅传感系统,实现了多点测量数据无线传输,并将其成功的用于标准等强度梁的应变分布的传感测量中。该系统在大型重要建筑物的智能应变检测和远程安全监测方面具有广阔的应用前景。 二、设计并研制了受抑全内反射光纤液体泄漏检测系统。 1、基于长周期光纤光栅折射率敏感特性实现液体泄漏检测。 2、基于长周期光纤光栅和布拉格光纤光栅混和级联的方法实现液体泄漏检测。此方案较单一使用长周期光纤光栅而言,折射率检测灵敏度提高显著,为低折变液体泄漏检测提供可行方案。 3、基于受抑全内反射原理的光纤探头液体泄漏检测。 (1)将单个光纤端面作为传感探头,外界折射率变化改变光纤内部传输光在光纤端面处的全反射条件,进而调制反射光强,通过检测反射光强变化实现液体泄漏进行检测。实验表明,相对于上述1、2方案,受抑全内反射光纤探头传感方法在降低测量成本、保证高折射率响应灵敏度的同时,系统对测量环境温度变化不敏感,可以实现温变环境下稳定的系统输出,具有较好的实际应用推广价值。 (2)设计并研制了单路多点光纤液体泄漏检测系统。通过多阈值设置,系统可实现泄漏液体折射率变化的量化报警。 (3)设计并研制了智能光纤传感漏油检测系统。结合课题组在研石化储罐漏油检测项目要求,采用32路多点并联检测方案,将32路光纤探头反射的到的光强信号进行光电检测和放大,由数据采集卡采集到工控机进行数据处理和显示,并实现自动报警功能。与此同时,制作了便携式漏油检测仪,以适用于现场在线检测。
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