光纖傳感器技術(shù)(編輯修改稿)
2024-08-31 13:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 光纖持率／密度傳感器從本質(zhì)上解決了現(xiàn)有持率存在的高含水無分辨率和放射性物質(zhì)的應(yīng)用問題，對于多相流體油、水、氣的折射率各不相同，因而混合流體的折射率會隨著油、水、氣比例的改變而改變。因此這種折射率調(diào)制型光纖傳感器不僅能測流體持率，可同時測流體密度，其精度較高。地震波在不同的介質(zhì)中傳播，接收到的地震波波形就會不同，根據(jù)不同的地震波形態(tài)，可識別地層沉積序列和沉積構(gòu)造，為儲層定位、判斷竄槽、檢測套管破損及斷裂、射孔層位及確定流體流量等。VSP地震測井，就是把檢波器放人井中，通過地面擊發(fā)的地震波或利用井中流體流動等產(chǎn)生的微震動，由井中的檢波器接收地震信號。永久井下光纖三分量地震測量具有高的靈敏度和方向性，能產(chǎn)生高精度的空間圖像，不僅能提供近井眼圖像，而且能提供井眼周圍地層圖像，測量范圍能達(dá)數(shù)千公里。它能經(jīng)受惡劣環(huán)境條件，且沒有可移動部件和井下電子器件，能經(jīng)受強(qiáng)的沖擊和震動，可安裝在復(fù)雜的完井管柱極小的空間。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分布面廣，在高壓電力線和電力通信網(wǎng)絡(luò)上存在著各種各樣的隱患，因此，對系統(tǒng)內(nèi)各種線路、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分布式監(jiān)測顯得尤為重要。目前，國外(主要是英國、日本等)已利用激光喇曼光譜效應(yīng)研制出分布式光纖溫度傳感器產(chǎn)品。而國內(nèi)也在積極地開展這方面的研究工作。國內(nèi)把分布式光纖溫度傳感技術(shù)引入電力系統(tǒng)電纜測溫的研究工作只是剛剛開始。聯(lián)系到我國南方地區(qū)去年所遭受到的雪災(zāi)來考慮，如果能在高壓電纜上并行地鋪設(shè)傳感光纜，對電力系統(tǒng)電纜、鐵塔等設(shè)施的溫度、壓力等參量進(jìn)行實(shí)時測量，就能夠做到及時排險，從而盡可能減少經(jīng)濟(jì)損失?？梢?，光纖傳感器在電力系統(tǒng)將具有廣泛的應(yīng)用前景。在理想情況下，光纖應(yīng)被置于盡可能靠近電纜纜芯的位置，以更精確地測量電纜的實(shí)際溫度。對于直埋動力電纜來說，表貼式光纖雖然不能準(zhǔn)確地反映電纜負(fù)載的變化，但是對電纜埋設(shè)處土壤熱阻率的變化比較敏感，而且能夠減少光纖的安裝成本。電功率是反映電力系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)幕倦娏?，電功率測量是電力計(jì)量的一項(xiàng)重要內(nèi)容。隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的電磁測量方法日益顯露出其固有的局限性，如電絕緣、電磁干擾、磁飽和等問題，因而人們一直在致力于尋找測量電功率的新方法?？梢哉f光纖傳感器的出現(xiàn)給人們解決這一問題帶來了福音。光纖電功率傳感器的主要特點(diǎn)是：由于電功率傳感同時涉及電壓、電流2個電量，因而通常需要同時考慮電光、磁光效應(yīng)，同時利用2種傳感介質(zhì)或1種多功能介質(zhì)作為敏感元件，這使得光纖電功率傳感頭的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜；光纖電功率傳感器的光傳感信號中有時同時包含電壓、電流信號，因此其信號檢測與處理方法也將比較復(fù)雜。電力系統(tǒng)光纜種類繁多，加之我國地域廣闊，各地環(huán)境差異很大，所以光纜的環(huán)境也很復(fù)雜，其中溫度和應(yīng)力是影響光纜性能的主要環(huán)境因素。因此，在監(jiān)測光纖斷點(diǎn)的同時也對光纜所處溫度和應(yīng)力情況進(jìn)行監(jiān)測，可見對光纜的故障預(yù)警及維護(hù)意義深遠(yuǎn)。通過測量沿光纖長度方向的布里淵散射光的頻移和強(qiáng)度，可得到光纖的溫度和應(yīng)變信息，且傳感距離較遠(yuǎn)，所以有深遠(yuǎn)的工程研究價值。在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用醫(yī)用光纖傳感器目前主要是傳光型的。以其小巧、絕緣、不受射頻和微波干擾、測量精度高及與生物體親合性好等優(yōu)點(diǎn)備受重視。本文將主要介紹傳光光纖在壓力測量、血流速度測量、pH值測量三個方面的應(yīng)用。此外，它還可以應(yīng)用于測量溫度和醫(yī)用圖像傳輸上面。目前臨床上應(yīng)用的壓力傳感器主要用來測量血管內(nèi)的血壓、顱內(nèi)壓、心內(nèi)壓、膀胱和尿道壓力等。其中對壓力敏感的部分是在探針導(dǎo)管末端側(cè)壁上的一塊防水薄膜，一面帶有懸臂的微型反射鏡與薄膜相連，反射鏡對面是一束光纖，用來傳遞入射光到反射鏡，同時也將反射光傳送
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