基于拉曼散射理论的分布式光纤测温系统

本文阐述了基于背向拉曼散射和OTDR技术的分布式光纤测温系统的基本原理、系统组成、温度解调方法和实验数据及其分析。分布式光纤测温系统主要由测温主机、感温光纤和温度解调软件组成。它具有成本低廉、灵敏度高、可靠性好、本质安全、连续分布式测量等特点,实验数据表明该系统测温精度高、定位准确。目前分布式光纤测温系统已经在各行业得到了非常广泛地应用。     

光纤测温在三峡左岸电站机组中的应用

分析了三峡左岸电站机组电阻温度探测器测温的优缺点,介绍了光纤测温的原理和特点。通过在机组汇流环安装光纤测温装置进行试验,对光纤测温的准确性、稳定性以及系统功能进行了分析。分析结果表明,光纤测温采集准确、稳定性好、满足三峡水电厂在线监测系统要求。通过试验发现了真机安装可能存在的问题,并提出了解决办法,得出了光纤测温满足三峡左岸电站机组测温要求,可以进行真机安装的结论。     

分布式测温光纤在光照大坝碾压混凝土中的应用探讨

光照大坝采用了分布式光纤测温系统,该测温系统能够准确反映施工期不同标号和形态混凝土的水化热温升情况,通过对其观测结果进行分析表明,该系统真实反映了光照大坝混凝土不同坝段、不同区域、不同施工条件下的温度分布情况.此外根据分布式光纤测温系统在光照大坝中的应用情况,还提出了光纤测温观测的控制要点及其解决方法.     

分布式光纤测温系统在混凝土温度监测的应用

景洪电站大坝内铺设了接近6 km的分布式测温光纤,规模属国内之最。文章介绍了本工程不同混凝土层面测温光缆的铺设方式,并对如何控制光缆的拐弯半径、空间定位等埋设经验进行了总结。特别是在目前国内没有相应规范参考的前提下,首创地提出了对特殊结构形式测温光缆的温度率定和伸长率检验方法。对分布式光纤测温系统实测大坝混凝土温度的真实性、温度变化规律、不同层间温度分布及温度“峰值”等进行了分析和研究。实测成果表明分布式光纤测温系统能快捷、准确的监测大坝混凝土结构内部温度场的变化,为有效评价大坝安全和稳定提供可靠的科学依据。     

基于拉曼散射的分布式光纤测温系统应用研究

传统的水库水温监测将大坝上游坝面混凝土内部的点式温度测值近似为库水温度,存在一定的误差,且测点数量有限。基于拉曼散射的分布式光纤测温系统具有抗电磁干扰、抗腐蚀、电绝缘、高灵敏度、低成本以及可实现空间上连续分布测量等优点。从光时域反射、拉曼散射及散射光解调原理等方面研究了基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的测温原理,并将该系统应用于长江三峡水利枢纽坝前库水温度监测中,对分布式光纤的布置、安装及观测等展开了研究。库水温度监测成果显示,三峡水库坝前库水温度沿水深方向的分布没有明显的分层现象,库水温度随气温变化而变化,最高库水平均温度约27℃,发生在8月,最低库水平均温度约10℃,发生在2月。基于拉曼散射的分布式光纤测温系统在三峡水利枢纽中的成功应用,表明该技术可以较好地应用于高坝大库的库水温度监测,具有一定的推广应用价值。     

基于分布式光纤测温技术的堤坝渗漏监测

渠道堤坝普遍存在渗透变形及渗漏破坏等工程问题,传统大坝及岸堤安全监测技术测点分散、容易漏测。在介绍分布式光纤测温技术原理的基础上,通过室内试验和现场原型试验,开展了分布式光纤测温技术方法比选、测量精度和稳定性分析、渗漏监测及分析方法、常规监测技术对比分析、工程实践应用等研究,论证了分布式光纤测温技术应用于堤坝渗漏监测的可行性和适用性。布里渊测温系统受温度和应变影响,测值波噪明显,光纤埋设及保护要求较高,拉曼测温系统可测得绝对温度,其测温稳定性及精度均优于布里渊测温系统;加热法和梯度法监测渠道堤坝渗漏在技术上均可行;分布式光纤测温技术具有监测距离长、空间分辨率高、远程线性测量等特点,在渠道堤坝渗漏监测实践应用中具有显著的技术优势。     

分布式光纤测温远程控制在溪洛渡大坝中的应用

当采用多台分布式光纤测温主机对混凝土坝多坝段进行实时在线温度监测时,若人工提取测温主机的监测数据,势必削弱分布式光纤测温主机在线测温和实时监测的优势。对多坝段、多台分布式光纤测温主机远程控制系统进行了研究,结合建设中的溪洛渡特高拱坝,采用VB开发平台上的Winsock和Timer控件,将3台测温主机与服务器连接起来构成小型局域网,初步实现了分布式光纤测温远程控制。工程实践表明,该系统可以满足在测温过程中数据的实时采集及监控,为混凝土坝温度的光纤实时在线监测提供了有利的技术保证。     

光纤测温技术在景洪水电站工程中的应用

景洪水电站大坝混凝土温度监测除采用点式温度计外,还采用了光纤测温.简述光纤测温的工作原理和施工方法,并对埋设在同一位置的点式温度计和光纤在部分时段监测到的温度进行了对比分析,从分析结果可知,测温光纤所得结果更全面、可靠、准确.     

闸墩水管冷却的光纤光栅温度监测及反馈分析

将光纤Bragg光栅温度传感技术应用于水闸工程的闸墩进行实时温度监测,同时对该工程进行施工期温度场和应力场反馈分析.将光纤光栅温度传感器串联熔接形成准分布式测温系统,既具有分布式光纤测温的优点,又可克服分布式光纤测温精度不高以及常规仪器点式监测等缺点.由于闸墩混凝土是薄壁结构,其温度特性和应力状态受混凝土浇筑前后几天的气温影响较大,建议结合周天气预报,将光纤光栅温度传感技术与温度场和应力场仿真分析相结合,进行实时在线监测、实时仿真和实时反馈,及时采取合理的温控措施.     

某碾压混凝土大坝温度监测分析

<正>1引言分布式光纤测温系统由于光纤传感自身具有分布测量、低损耗、大容量、高精度、质量轻、非接触式、抗电磁干扰强、可远距离测量等技术特点和优势,目前被广泛应用于电力、水利、石油、化工、公路、地铁、隧道等诸多领域[1]。分布式光纤测温系统在水利方面的应用主要表现在大坝、河堤、桥梁的混凝土凝固与养护温度监测;大坝、河堤的渗流监测,桥梁及其他混凝土结构裂变的监测等。随着分布式光纤测温系统不断的成熟与发     

基于 BOTDA 的温度和应变测试探讨

基于布里渊散射的分布式光纤传感系统同时具有远距离测量和高精度测量的特点,因此在土木工程监测领域中的运用越来越广泛。根据光纤布里渊频移与光纤应变、温度之间的关系,可以确定光纤各小区间上能量转移达到最大时的频率差,从而得到温度和应变信息,实现分布式测量。基于 BOTDA 的分布式光纤测量系统可以同时测量温度和应变,大大提高了光纤测量的效率。研究发现,在温度测试中光纤的保护层厚度制约了光纤测温的精度,对光纤保护层改进可以提高测温的准确性。在应变测试中,基于 BOTDA 的分布式光纤测量系统对应变测试可以很简便地进行温度补偿,简化了传统应变片测量中的温度补偿,提高了应变测量的准确性,具有很高的性价比。     

基于光纤温度测量的土石坝渗漏监测技术

采用具有高信息密度的分布式光纤温度传感测量系统进行土石坝渗漏监测技术研究 .经过理论研究和室内、现场试验 ,已取得了初步研究成果 .实践表明 ,该传感系统可以埋置于防渗体的下游排水或反滤层内 ,不会因机械施工而损伤 ,具有施工干扰小 ,抗电磁干扰等特点 ,系统测量精度能满足工程应用的要求 .该项测量技术还可用于混凝土坝的温度场测量 .     

光导纤维测温计及其在混凝土坝温度测量中的应用

利用光导纤维测定温度的分布 ,是一项崭新的应用技术。该技术利用光纤作为温度传感器 ,通过测量发射光和接收定点反射光的时间差及光在光纤中的传播速度 ,可精确地确定发生反射的位置 (定位 ) ;利用反射光中拉曼 (Raman)反射光的温度依存性质 ,可以计算出发生反射的点的温度值 ,与传统温度计的不同之处是光纤温度计可以连续测量光纤的温度分布。本文在介绍光导纤维温度计的基本原理之后 ,对日本某混凝土坝的实测温度场进行分析并与传统温度计的测量结果进行对比。结果表明 ,光纤温度精度高、密度大 ,而且通过高精度测量 ,还可以推测坝体的渗漏位置 ,在混凝土坝温度场测量及监控方面将有很好的应用前景     

光导纤维测温计及其在混凝土坝温度测量中的应用

利用光导纤维测定温度和温度分布，是一项崭新的应用技术。该技术利用光纤作为温度传感器，埋设于混凝土坝内，可以连续测量混凝土的温度分布。介绍光导纤维温度计的基本原理，并对日本某混凝土坝的实测温度场进行分析，与传统温度计的测量结果进行对比。结果表明，光纤温度精度高、密度大，而且通过高精度测量，还可以推测坝体的浸漏位置，在混凝土坝温度场测量及监控方面将有很好的应用前景。     

拉西瓦拱坝混凝土温度监测中的分布式光纤技术应用研究

分布式光纤传感技术越来越广泛地应用于火灾报警、电力火灾监控、温度测量、油气井温度监测等方面,近年来在水利水电工程混凝土温度监测、结构变形、渗流、应力应变监测上也在逐步推广和应用.结合拉西瓦水电站工程,利用分布式光纤传感技术实时监测坝体混凝土温度,对监测资料进行了分析并做了比较系统的应用研究.     

基于分布式光纤的尾砂浸润线位置监控试验研究

坝体浸润线是尾矿坝的生命线,及时准确监控在役尾矿坝浸润线位置的实时变化,对保证尾矿库安全运行意义重大。建立基于分布式光纤测温技术的尾砂浸润线监测物理模型试验系统,探讨了分布式光纤测温技术监控尾砂浸润线的量测方法,重点分析了5A、10A、15A三种加热电流作用下尾砂浸润线稳定、下降和上升时分布式光纤温差的变化规律。试验结果表明：选定合适大小电流加热的分布式光纤测温技术可及时准确捕捉尾砂浸润线位置的实时变化,是一种有实用的尾矿坝浸润线监测方法。     

光纤陀螺系统在变形监测中的轨迹计算方法优化

为了能够减少光纤陀螺(FOG)系统在大坝安全监测中的误差,在原有的计算方法基础之上,提出了一种新的轨迹曲线计算方法,并详细推导了该算法的计算过程。将光纤陀螺系统进行室外试验,分别根据两种计算方法计算出监测小车的运行轨迹曲线,同时与实际坡面曲线进行对比分析。结果表明,新算法计算出的轨迹曲线和真实曲线吻合度更高,能够更加有效地监测到局部微小变形,且能有效减少计算误差。最后将新算法运用到实际工程大坝监测中,将光纤陀螺系统常规算法及新算法计算出的曲线分别与水管式沉降仪测值比较,证实新算法能够有效提高光纤陀螺系统监测精度。