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基于可观测性和可靠性的传感器分布优化设计 被引量:9
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作者 徐敏强 宋其江 王日新 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2618-2622,共5页
为了解决航天器的故障检测的传感器分布的设计问题,本文提出一种描述系统故障的有向图模型,针对该模型,给出了基于可观测性和可靠性的传感器分布的设计问题的描述,并提出了优化设计的思想。根据该思想给出了传感器分布优化设计方案,该... 为了解决航天器的故障检测的传感器分布的设计问题,本文提出一种描述系统故障的有向图模型,针对该模型,给出了基于可观测性和可靠性的传感器分布的设计问题的描述,并提出了优化设计的思想。根据该思想给出了传感器分布优化设计方案,该方案考虑了故障的可观测性和故障检测的可靠性问题,还有传感器安置成本的约束问题,并采用了贪婪启发式算法实现了该方案。该方案应用到某卫星一次电源系统,仿真算例的结果表明该方案满足了可观测性和可靠性的要求,通过与其它设计方案对比,该方案能够快速提高系统的可靠性,更适合系统设计的需要。 展开更多
关键词 故障诊断 故障检测 有向图模型 传感器分布 故障可观测性 可靠性 一次电源系统
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故障检测的可靠性描述及传感器分布优化算法 被引量:11
2
作者 杨帆 萧德云 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期125-130,共6页
研究利用概率SDG模型来描述大规模复杂系统故障检测的可靠性问题,并针对系统中每种传感器的不同故障概率,分析传感器的选择和分布对故障检测可靠性的影响.系统发生故障时,变量值的偏差可被传感器检测到,但由于传感器本身的故障及其分布... 研究利用概率SDG模型来描述大规模复杂系统故障检测的可靠性问题,并针对系统中每种传感器的不同故障概率,分析传感器的选择和分布对故障检测可靠性的影响.系统发生故障时,变量值的偏差可被传感器检测到,但由于传感器本身的故障及其分布不同,系统故障有可能被漏检或错检,直接影响系统故障检测的可靠性.本文在概率SDG模型的描述方法下给出故障检测的可靠性描述,研究在有限资源条件下传感器的优化分布及其算法.在此基础上,对65t/h锅炉系统建立了概率SDG模型,并应用了所给的优化算法,确定了系统的传感器优化分布方案.仿真实验表明,这样确定的传感器分布对提高故障检测可靠性是有效的. 展开更多
关键词 符号有向图(SDG) 故障检测 传感器分布 可靠性
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基于SHMSRM系统传感器分布优化的损伤识别技术 被引量:2
3
作者 徐廷学 陈海建 +2 位作者 滕克难 卢洪义 顾钧元 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期280-284,共5页
针对固体火箭发动机结构健康监测(SHMSRM)系统的传感器合理布置问题,提出了基于遗传算法的传感器分布优化。利用ANSYS软件对药柱有限元模型进行了应变分析和模态分析,得到了传感器优化布局初选点,再基于遗传算法对初选点进行优化排序。... 针对固体火箭发动机结构健康监测(SHMSRM)系统的传感器合理布置问题,提出了基于遗传算法的传感器分布优化。利用ANSYS软件对药柱有限元模型进行了应变分析和模态分析,得到了传感器优化布局初选点,再基于遗传算法对初选点进行优化排序。阐述了该系统的损伤识别原理,基于应变传感器所收集的信息,确定了以应变模态变化率作为损伤识别指标,提出了应用应变模态分析解决药柱的损伤识别问题。算例证明了此方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 结构健康监测 传感器分布优化 损伤识别 有限元 遗传算法 应变模态
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基于双目标传感器分布优化的转向架构架状态监测 被引量:5
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作者 李鹏 彭嘉潮 +2 位作者 黄培炜 刘根柱 杜艺博 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第9期131-135,147,共6页
研究提出一种基于传感器分布优化的转向架构架状态监测方法,采用小波变换和主成分分析对构架正常状态下的多工况振动信号进行特征提取和降维,以支持向量数据描述(SVDD)超球体半径定义双目标优化函数:传感器数量和超球体聚类指标,并基于... 研究提出一种基于传感器分布优化的转向架构架状态监测方法,采用小波变换和主成分分析对构架正常状态下的多工况振动信号进行特征提取和降维,以支持向量数据描述(SVDD)超球体半径定义双目标优化函数:传感器数量和超球体聚类指标,并基于改进的非劣分层多目标遗传算法(NSGA-II)对传感器分布进行优化。在此基础上,搭建转向架构架状态监测实验平台进行构架异常状态识别研究,结果表明:1)经优化后的传感器分布方案能以较少的数量保证很好的构架异常状态监测效果,当传感器分布优化方案中传感器数量分别为1,2和3时,识别率分别为79.24%,94.80%和99.81%;2)以转向架构架正常状态样本集构建的SVDD模型对异常状态具有很好的识别效果。 展开更多
关键词 结构状态监测 传感器分布优化 非劣分层多目标遗传算法 支持向量数据描述
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临近空间传感器分布式组网研究 被引量:1
5
作者 周全 陈权 +1 位作者 王彦朝 刘娟 《现代防御技术》 北大核心 2011年第4期96-99,共4页
研究了临近空间分布式传感器网联合发现目标概率,探讨了区域警戒传感器网中部署传感器数目与该网总发现概率等的关系,提出了3种特殊的分布式网络传感器区域的布防模式,并建立了定量评价传感器网性能指标的数学模型。模型的建立为定量评... 研究了临近空间分布式传感器网联合发现目标概率,探讨了区域警戒传感器网中部署传感器数目与该网总发现概率等的关系,提出了3种特殊的分布式网络传感器区域的布防模式,并建立了定量评价传感器网性能指标的数学模型。模型的建立为定量评估传感器组网系统效能奠定了理论基础,也为分布式传感器网络系统的部署优化、传感器的选配等提供决策依据。 展开更多
关键词 发现概率 分布传感器 优化 部署
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三元乙丙橡胶基底分布式光纤布里渊散射漏油传感器的研究
6
作者 尉婷 吴冰冰 +2 位作者 刘颖刚 罗俊 罗小东 《传感技术学报》 北大核心 2025年第2期368-372,共5页
研制了一种基于BOTDA技术的三元乙丙橡胶基底的分布式光纤布里渊散射油敏传感器,可在分钟量级精准检测并定位小规模漏油事件,灵敏度高,可重复使用。将三元乙丙橡胶(EPDM)基底的油敏传感器沿模拟输油管线下方油槽内铺设,用布里渊光时域... 研制了一种基于BOTDA技术的三元乙丙橡胶基底的分布式光纤布里渊散射油敏传感器,可在分钟量级精准检测并定位小规模漏油事件,灵敏度高,可重复使用。将三元乙丙橡胶(EPDM)基底的油敏传感器沿模拟输油管线下方油槽内铺设,用布里渊光时域分析仪(BOTDA)实时监测浸油后传感光纤中布里渊散射频移,测试数据表明布里渊散射频率随时间响应灵敏度为2.5 MHz/min,可在2 min内发现并定位漏油事件,空间分辨率为1 m,漏油传感器可重复使用。实验证明该油敏传感器在长距离输油管线、油库等需长期分布式实时漏油监测的应用具有可行性。 展开更多
关键词 光纤布里渊散射 分布式光纤油敏传感器 漏油传感 三元乙丙橡胶 BOTDA
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基于BOTDA的路基掏空监测传感器设计与性能测试
7
作者 谭春汛 刘婉秋 +1 位作者 孔维姗 刘大聪 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第5期21-25,共5页
为实现对路基掏空问题的有效监测,文中基于分布式光纤传感技术,设计了一种路基掏空监测传感器。该传感器适用于在水泥混凝土或无机结合料稳定基层下方监测路基掏空,考虑施工环境和道路监测的复杂性,利用变形块和光纤伸缩控制弹簧的组合... 为实现对路基掏空问题的有效监测,文中基于分布式光纤传感技术,设计了一种路基掏空监测传感器。该传感器适用于在水泥混凝土或无机结合料稳定基层下方监测路基掏空,考虑施工环境和道路监测的复杂性,利用变形块和光纤伸缩控制弹簧的组合有效防止了光纤局部断裂,延长传感器使用寿命。为了研究所设计传感器的性能,开展了精度及量程范围的测试和室内模拟监测试验,验证了其在路基掏空监测中的稳定性、耐用性和可靠性。 展开更多
关键词 道路健康监测 路基掏空 道路病害 分布式光纤传感器 布里渊光时域分析技术
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时差定位的传感器位置分布研究 被引量:5
8
作者 易云清 徐汉林 王化 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2009年第B12期58-62,65,共6页
提高目标的定位精度一直以来都是无源定位关注的主要问题,通过分析目标位置误差的Fisher信息矩阵以及对应的Cramer-Rao下界与传感器位置及数量的关系,得到使定位误差最小的传感器分布情况。给出了目标距离较远时,在二维及三维定位中基... 提高目标的定位精度一直以来都是无源定位关注的主要问题,通过分析目标位置误差的Fisher信息矩阵以及对应的Cramer-Rao下界与传感器位置及数量的关系,得到使定位误差最小的传感器分布情况。给出了目标距离较远时,在二维及三维定位中基于时差定位方法的传感器最佳分布。 展开更多
关键词 传感器分布 时差定位 高精度定位 Cramer—Rao下界
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传感器不均匀分布对电阻层析成像检测原木内缺陷的影响 被引量:1
9
作者 徐庆波 王立海 +2 位作者 王兴龙 岳小泉 刘泽旭 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期73-78,共6页
为研究传感器平面内的分布对电阻层析成像(ERT)检测原木内部缺陷准确度的影响,以大青杨和杉木原木作为试验材料,改变传感器的分布对原木内部缺陷进行检测,并结合平面几何学和统计学分析实验数据。结果表明:传感器分布的均匀度与图像拟... 为研究传感器平面内的分布对电阻层析成像(ERT)检测原木内部缺陷准确度的影响,以大青杨和杉木原木作为试验材料,改变传感器的分布对原木内部缺陷进行检测,并结合平面几何学和统计学分析实验数据。结果表明:传感器分布的均匀度与图像拟合度呈正相关关系;当均匀度超过0.91时,变异系数小于0.15,图像的拟合度均值达到0.83,所以要提高检测精度需精确均匀布置传感器。 展开更多
关键词 木材检测 电阻层析成像 传感器分布 原木内部缺陷 检测准确度
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波兰瑞兹恩斯基大桥新增分布式光纤传感器
10
作者 王金枝(编译) 《世界桥梁》 北大核心 2024年第1期128-129,共2页
波兰瑞兹恩斯基大桥(Redziński Bridge,见图1)2011年8月通车,是弗罗茨瓦夫市绕城公路上最大的桥梁,采用跨径布置(50+256+256+50)m的半飘浮体系独塔斜拉桥跨越奥德拉河。该桥分左、右两幅,单幅桥宽9.24 m,斜拉索采用标准抗拉强度1860 MP... 波兰瑞兹恩斯基大桥(Redziński Bridge,见图1)2011年8月通车,是弗罗茨瓦夫市绕城公路上最大的桥梁,采用跨径布置(50+256+256+50)m的半飘浮体系独塔斜拉桥跨越奥德拉河。该桥分左、右两幅,单幅桥宽9.24 m,斜拉索采用标准抗拉强度1860 MPa的钢绞线斜拉索,共160根,索长67~265 m。桥塔为H形混凝土塔,高122 m,下塔柱内倾以减小基础尺寸。混凝土承台平面尺寸67.4 m×28 m,基础采用160根Φ1.5 m钢筋混凝土钻孔桩,桩长18 m。桥塔下横梁采用预应力混凝土结构,截面为矩形,高2.5 m、宽4 m。 展开更多
关键词 独塔斜拉桥 混凝土塔 绕城公路 分布式光纤传感器 索长 预应力混凝土结构 孔桩 基础尺寸
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油气管线泄漏监测分布式光纤传感器的研究 被引量:19
11
作者 王延年 赵玉龙 +3 位作者 蒋庄德 朱笠 杨静 赵国仙 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期933-936,共4页
提出了一种长距离油气管线泄漏在线监测的分布式光纤传感器.在油气管线附近并行铺设一条光缆,利用光纤作为传感器,拾取由油气管线泄漏、附近机械施工和人为破坏等事件产生的压力和振动信号.在实验室中,把工作窗口为1310nm、芯径为50/125... 提出了一种长距离油气管线泄漏在线监测的分布式光纤传感器.在油气管线附近并行铺设一条光缆,利用光纤作为传感器,拾取由油气管线泄漏、附近机械施工和人为破坏等事件产生的压力和振动信号.在实验室中,把工作窗口为1310nm、芯径为50/125μm的多模光纤作为传感光纤,在0 6MPa泄漏气流的作用下进行了实验.在光入射端,用光时域反射计对上述事件引发的损耗进行定位;在光输出端,用光功率计检测光功率的变化,并根据信号特征来判定事件的类型.研究结果表明,分布式光纤传感器可以对长达几十公里的管线泄漏进行监测,且定位精度在几十米之内.因此,分布式光纤传感器可用于远距离油气管线泄漏的实时在线监测. 展开更多
关键词 光纤 分布式光纤传感器 泄漏 油气管线
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基于BOTDR的分布式光纤传感器标定实验研究 被引量:31
12
作者 索文斌 施斌 +3 位作者 张巍 崔何亮 刘杰 高俊启 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期985-989,共5页
针对基于布里渊散射原理的分布式传感光纤的标定问题,本文研发了一套分布式传感光纤标定系统。利用BOTDR测量仪器,可以标定分布式传感光纤的应变系数和温度系数,并获得=900μm的尼龙紧套单模传感光纤的温度系数和应变系数:分别为2.99 M... 针对基于布里渊散射原理的分布式传感光纤的标定问题,本文研发了一套分布式传感光纤标定系统。利用BOTDR测量仪器,可以标定分布式传感光纤的应变系数和温度系数,并获得=900μm的尼龙紧套单模传感光纤的温度系数和应变系数:分别为2.99 MHz/℃和0.05MHz/με;同时获得BOTDR实测值与真实应变的关系曲线,其相关系数大于0.995。该结果证明,普通通讯用紧套单模光纤可以用作分布式传感光纤,文中的标定方法及标定结果可为分布式传感光纤研究提供重要的研究手段及研究依据。 展开更多
关键词 分布式光纤传感器 标定 BOTDR 应变系数 温度系数
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分布式无线传感器网络通信协议研究 被引量:119
13
作者 于海斌 曾鹏 +2 位作者 王忠锋 梁英 尚志军 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期102-110,共9页
在归纳分布式无线传感器网络研究进展的基础上,给出了综合分布式无线传感器网络技术各个方面的协议体系结构,并在新的体系结构下,系统地阐述了分布式无线传感器网络通信协议研究的进展,介绍了典型的应用案例和国外相关计划的研究情况。... 在归纳分布式无线传感器网络研究进展的基础上,给出了综合分布式无线传感器网络技术各个方面的协议体系结构,并在新的体系结构下,系统地阐述了分布式无线传感器网络通信协议研究的进展,介绍了典型的应用案例和国外相关计划的研究情况。最后,指明了这一处于发展初期的研究领域的未来发展方向。 展开更多
关键词 分布传感器网络 通信协议 可扩展性 环境适应性 健壮性
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分布式光纤传感器用于桥梁和路面的健康监测 被引量:19
14
作者 高俊启 施斌 +3 位作者 张巍 柯敏勇 刘海祥 张丹 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2005年第1期14-19,共6页
介绍了两类先进的分布式光纤传感器技术,即光纤光栅(FBG)和布里渊光时域反射计(BOTDR);分别在 T型RC简支梁和连续配筋混凝土路面(CRCP)中布置了FBG和BOTDR分布式光纤传感系统,对简支梁混凝土动、静应变以及路面板中连续钢筋和混凝土应... 介绍了两类先进的分布式光纤传感器技术,即光纤光栅(FBG)和布里渊光时域反射计(BOTDR);分别在 T型RC简支梁和连续配筋混凝土路面(CRCP)中布置了FBG和BOTDR分布式光纤传感系统,对简支梁混凝土动、静应变以及路面板中连续钢筋和混凝土应变进行了实时监测。研究结果表明,FBG和 BOTDR在桥梁和路面等一些土木工程结构的健康监测中具有重要的应用前景。 展开更多
关键词 分布式光纤传感器 FBG BOTDR 结构健康监测
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分布式无线传感器网络管理机制研究 被引量:10
15
作者 于海斌 曾鹏 +1 位作者 尚志军 梁英 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1203-1210,共8页
分布式无线传感器网络是构建新一代智能自组织传感器系统的网络通信技术。在归纳传感器网络研究进展的基础上,给出了传感器网络通信协议体系结构,并在新的传感器网络体系结构下,系统地阐述了传感器网络管理机制研究的进展,介绍了典型的... 分布式无线传感器网络是构建新一代智能自组织传感器系统的网络通信技术。在归纳传感器网络研究进展的基础上,给出了传感器网络通信协议体系结构,并在新的传感器网络体系结构下,系统地阐述了传感器网络管理机制研究的进展,介绍了典型的应用案例和国外相关计划的研究情况。最后,指明了这一处于发展初期的研究领域的未来发展方向。 展开更多
关键词 分布传感器 网络通信协议 网络管理
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BOTDR分布式光纤传感器及其在结构健康监测中的应用 被引量:79
16
作者 张丹 施斌 +3 位作者 吴智深 徐洪钟 丁勇 崔何亮 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第11期83-87,共5页
分布式光纤传感器与传统的传感器相比具有很大的优越性,已经成为传感器领域的研究热点。其中,基于布里渊散射原理的布里渊光时域反射计(BOTDR)是一个重要的发展方向。本文在介绍了BOTDR的测量原理的基础上,设计了一个钢筋的三点弯试验,... 分布式光纤传感器与传统的传感器相比具有很大的优越性,已经成为传感器领域的研究热点。其中,基于布里渊散射原理的布里渊光时域反射计(BOTDR)是一个重要的发展方向。本文在介绍了BOTDR的测量原理的基础上,设计了一个钢筋的三点弯试验,由BOTDR检测钢筋的上、下表面的应变分布,通过与有限元计算结果的对比,说明了BOTDR可以比较真实地得到结构物的应变分布,将BOTDR用于结构变形的健康监测是完全可行的。 展开更多
关键词 BOTDR分布式光纤传感器 应变监测 三点弯试验 健康监测
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常用分布式光纤传感器性能比较 被引量:25
17
作者 李新华 梁浩 +1 位作者 徐伟弘 张旭苹 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2007年第5期14-18,共5页
分布式光纤传感器在温度、结构健康检测及通信光缆故障诊断方面发挥着越来越大的作用。分布式光纤传感器种类有很多种,不同种类其测量原理和测试精度、范围等参数也不同。文章对九种常用的分布式光纤传感器作了介绍,并给出了一些商品化... 分布式光纤传感器在温度、结构健康检测及通信光缆故障诊断方面发挥着越来越大的作用。分布式光纤传感器种类有很多种,不同种类其测量原理和测试精度、范围等参数也不同。文章对九种常用的分布式光纤传感器作了介绍,并给出了一些商品化仪器的参数,最后将它们的优缺点进行了比较。 展开更多
关键词 分布式光纤传感器 应变测量 温度测量
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基于空间域差分的φ-OTDR光纤分布式扰动传感器定位方法研究 被引量:25
18
作者 梁生 刘腾飞 +2 位作者 盛新志 娄淑琴 张克 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期253-257,共5页
针对φ-OTDR光纤分布式扰动传感器偏振衰落导致漏报的问题,提出了一种基于空间域差分的定位方法。在不增加光路器件的情况下,在空间域对探测光强进行差分处理,与现有时域定位方法相结合,通过在时域和空间域分别设置报警阈值,可以有效抑... 针对φ-OTDR光纤分布式扰动传感器偏振衰落导致漏报的问题,提出了一种基于空间域差分的定位方法。在不增加光路器件的情况下,在空间域对探测光强进行差分处理,与现有时域定位方法相结合,通过在时域和空间域分别设置报警阈值,可以有效抑制偏振衰落导致的漏报。对提出的定位方法进行了实验验证,在空间分辨率为50 m、光纤长度为25.05 km的条件下进行多次实验测试,与现有单一时域定位方法相比,漏报率从18.5%降低到2%,报警准确率从76%提高至89%。该研究工作可以为优化和提高φ-OTDR光纤分布式扰动传感器在实际应用中的技术性能提供理论指导和技术参考。 展开更多
关键词 Φ-OTDR 光纤分布式扰动传感器 空间域差分 漏报率 阈值
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分布式光纤传感器应变传递性能分析及试验研究 被引量:14
19
作者 毛江鸿 何勇 +1 位作者 金伟良 邵剑文 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1406-1411,共6页
分布式光纤传感技术是一种新型光电监测技术,可实现应变、温度的长距离分布式检测,适用于土木工程结构的健康监测。应变量测的准确性是进行结构健康诊断和评估的关键,其中影响分布式光纤传感技术应变测量精度的因素除了设备自身性能,还... 分布式光纤传感技术是一种新型光电监测技术,可实现应变、温度的长距离分布式检测,适用于土木工程结构的健康监测。应变量测的准确性是进行结构健康诊断和评估的关键,其中影响分布式光纤传感技术应变测量精度的因素除了设备自身性能,还与感应结构应变信号的分布式光纤传感器的应变传递性能有关。从理论上分析了传感光纤特性、粘结剂物理性质、传感器结构特征对分布式光纤传感器应变传递性能的影响,并通过传感器标定试验对各影响因素进行了定量分析。结果表明,理论分析和试验研究均有效揭示了分布式光纤传感器应变传递性能同各物理参数之间的关系,可为工程应用中传感器的优化设计进行指导。 展开更多
关键词 分布式光纤传感器 测量精度 应变传递 应变检测 健康监测
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分布式光纤传感器在管道泄漏监测中的应用 被引量:13
20
作者 王延年 赵玉龙 +2 位作者 朱笠 蒋庄德 赵国仙 《郑州大学学报(理学版)》 CAS 2003年第2期34-37,共4页
提出了一种利用分布式光纤传感器对输送管道泄漏进行实时监测的技术 .输送管道发生泄漏、管道附近的机械施工和人为破坏等事件产生的振动、压力或温度变化信号作用于光纤时 ,光波在光纤中传输时产生的损耗具有不同的信号特征 .分布式光... 提出了一种利用分布式光纤传感器对输送管道泄漏进行实时监测的技术 .输送管道发生泄漏、管道附近的机械施工和人为破坏等事件产生的振动、压力或温度变化信号作用于光纤时 ,光波在光纤中传输时产生的损耗具有不同的信号特征 .分布式光纤传感器可以同时获取损耗的空间分布及其随时间的变化 .在入射端利用光时域反射技术和在输出端利用光功率检测 ,可实现光纤上各点静态与动态损耗的测量和定位 .计算机通过对数据进行分析和融合 ,根据信号特征判断并准确定位管道泄漏等事件的发生 。 展开更多
关键词 分布式光纤传感器 输送管道 泄漏监测 实时监测 光功率检测 损耗
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