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海底电缆状态分布式光纤监测技术研究综述 被引量:5
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作者 马国明 秦炜淇 +3 位作者 王思涵 胡靖 阎洁 王伟 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第1期370-387,I0031,共19页
随着海上风电的快速发展,海底电缆得到广泛应用,但其维修难度大、周期长、单次故障造成的经济损失巨大,因此,海底电缆状态的准确监测与预警十分重要。该文首先对比海底电缆与陆地电缆在长度、结构、绝缘可靠性、运行环境等方面的区别,... 随着海上风电的快速发展,海底电缆得到广泛应用,但其维修难度大、周期长、单次故障造成的经济损失巨大,因此,海底电缆状态的准确监测与预警十分重要。该文首先对比海底电缆与陆地电缆在长度、结构、绝缘可靠性、运行环境等方面的区别,分析表明,海底电缆本体事故较多,故障发生位置随机性较高,需要进行分布式的状态监测。其次,梳理拓扑改进、脉冲编码、降噪算法、分布式放大等提升分布式光纤传感距离与精度的方法,总结分布式光纤传感在海底电缆状态监测方面的主要进展。然后,分析不同分布式光纤传感方法在海底电缆工程综合监测系统中的发展应用情况。最后,论述海底电缆状态分布式光纤监测研究的机遇和挑战。 展开更多
关键词 海上风电 海底电缆 状态监测 分布式光纤传感
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基于有限差分原理的温度场分布式光纤监测与重构方法
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作者 赵悦琦 曾捷 +4 位作者 占俊 朱洋洋 卢睿昕 赵博涵 孙阳阳 《传感技术学报》 北大核心 2025年第7期1174-1181,共8页
及时准确获取燃油控制系统通油管道壳体在不同热载荷加载下的温度响应与分布规律,对于保障航空发动机安全服役,提升飞行品质具有重要意义。基于此,提出了一种基于有限差分原理(FDM)的结构表面温度场重构方法。利用ANSYS有限元方法,开展... 及时准确获取燃油控制系统通油管道壳体在不同热载荷加载下的温度响应与分布规律,对于保障航空发动机安全服役,提升飞行品质具有重要意义。基于此,提出了一种基于有限差分原理(FDM)的结构表面温度场重构方法。利用ANSYS有限元方法,开展了基于数值仿真的重构效果验证。构建了基于高空间分辨率光频域反射型分布式光纤传感器的通油管道壳体温度场监测与重构系统。实验结果表明,管道壳体顶面与侧面对应的温度场重构均方根误差分别为0.68℃和0.87℃。所提方法基于离散温度测点数据,实现了近似全局测量的温度场重构。解决了易燃易爆场合下燃油系统管道温度分布高密度在线监测与反演难题,能够为通油管道壳体结构改型与健康管理提供技术支撑。 展开更多
关键词 结构健康监测 温度场重构 有限差分原理 通油管道壳体 光频域反射型分布式光纤传感器
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密集分布式光纤技术在地铁盾构隧道沉降监测中的应用
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作者 唐继民 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第S1期51-54,58,共5页
[目的]地铁盾构隧道差异沉降是引起隧道病害的重要原因之一,常规监测手段包括人工水准、静力水准仪自动化监测等均属于点式监测技术,存在监测盲区,并且受到距离的限制。为此,迫切需要一种成本低廉、监测效果好,且可用于长距离范围监测... [目的]地铁盾构隧道差异沉降是引起隧道病害的重要原因之一,常规监测手段包括人工水准、静力水准仪自动化监测等均属于点式监测技术,存在监测盲区,并且受到距离的限制。为此,迫切需要一种成本低廉、监测效果好,且可用于长距离范围监测的监测技术。[方法]结合实际工程案例介绍了新型分布式光纤地铁隧道形变监测模型、监测方法的应用情况及应用效果,验证了密集分布式光纤技术在地铁盾构隧道沉降监测中应用的可行性。[结果及结论]基于相邻环差异沉降的密集分布式光纤变形监测模型,能有效解决长距离地铁盾构隧道的差异沉降监测问题,且监测精度高。对于长距离隧道监测可采用区间分段计算方法,在差异沉降显著区间按50 m或100 m长度分段迭加计算沉降量,可以有效解决基于相邻环差异沉降的分布式沉降监测中误差累计问题。 展开更多
关键词 地铁 盾构隧道 沉降监测 相邻环差异沉降 密集分布式光纤
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基于分布式光纤传感的输电线路覆冰预警研究
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作者 王帅 徐钦云 林胜海 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期481-487,共7页
为实现输电线路覆冰状态的定量监测,采用理论建模和模拟实验的方法,基于布里渊散射原理和悬垂线缆的力学分析,推导布里渊频移和覆冰厚度的关系,并通过模拟实验验证该关系的准确性。研究结果表明,覆冰厚度和布里渊频移呈单调递增关系,在... 为实现输电线路覆冰状态的定量监测,采用理论建模和模拟实验的方法,基于布里渊散射原理和悬垂线缆的力学分析,推导布里渊频移和覆冰厚度的关系,并通过模拟实验验证该关系的准确性。研究结果表明,覆冰厚度和布里渊频移呈单调递增关系,在实验条件下,覆冰厚度测量误差为12.48%,覆冰预警的应变阈值区间为1.5×10^(-3)ε~2.0×10^(-3)ε,直接观测输电线路的应变值可简化覆冰预警流程。研究结论可为分布式光纤传感技术在输电线路覆冰监测的工程应用提供参考。 展开更多
关键词 输电线路 分布式光纤传感 布里渊光时域反射仪 光纤应变 覆冰预警 布里渊频移 定量监测
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分布式光纤传感器在大体积混凝土筏板基础中的耦合性能研究
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作者 侯公羽 张世欧 +3 位作者 崔迪 陈宏波 毕立原 尚宇豪 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1310-1322,共13页
大量的岩土工程例如大体积混凝土结构需要分布式的裂缝监测,光纤监测技术可以实现分布式监测。为了探究分布式光纤与大体积混凝土的耦合性能,开展了理论分析、数值模拟和室内试验研究,并在大体积混凝土筏板基础中进行了应用。结果表明:... 大量的岩土工程例如大体积混凝土结构需要分布式的裂缝监测,光纤监测技术可以实现分布式监测。为了探究分布式光纤与大体积混凝土的耦合性能,开展了理论分析、数值模拟和室内试验研究,并在大体积混凝土筏板基础中进行了应用。结果表明:基于剪切滑移理论建立的光纤在受压状态下的应变传递模型能够实现对光纤应变传递效率的精确量化,并采用数值模拟验证了该模型的准确性和可靠性。通过对钢筋混凝土梁采用不同的光纤布置方法,并进行三分点分级加载试验,研究了不同布置方式下光纤与混凝土的耦合性能,结果显示沿箍筋垂直方向布设光纤与混凝土具有更好的耦合效果。大体积混凝土筏板基础的现场光纤监测应用研究表明,光纤传感器与大体积混凝土结构具有良好的耦合性能,准确监测到了筏板基础浇筑后各关键区域的应变演化过程与规律。研究成果为分布式光纤技术监测岩土工程结构的变形提供了理论基础和关键技术。 展开更多
关键词 分布式光纤传感技术 耦合性能 应变传递机制 大体积混凝土筏板基础应变监测
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分布式光纤声波传感技术优化煤层气水力压裂微震震源定位 被引量:1
6
作者 华豪 程冰洁 +3 位作者 徐天吉 严震乾 高波 何成 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第2期191-204,共14页
【目的】为了达到安全且高效的压裂效果,通常需要对储层压裂过程实现及时、准确的微地震监测,用于分析和评估压裂效果。【方法】通过在煤层气储层钻井的套管外永久式地布置光纤,实现了基于分布式光纤声波传感技术(distributed optical f... 【目的】为了达到安全且高效的压裂效果,通常需要对储层压裂过程实现及时、准确的微地震监测,用于分析和评估压裂效果。【方法】通过在煤层气储层钻井的套管外永久式地布置光纤,实现了基于分布式光纤声波传感技术(distributed optical fiber acoustic sensing,DAS)进行全井段、宽方位、高密度煤层水力压裂改造过程微振动的实时监测,并进一步提出了一种基于波形走时信息和震源约束映射算法的微震源定位新方法。首先,通过计算光纤采集数据中道间相似系数识别有效微震事件。其次,根据P波和S波波形顶点获得在光纤中的入射位置,并采用长短时差能量比法获取波形走时差用于确定微震事件距光纤的空间距离。最后,结合入射光纤位置和震源距监测光纤距离进行震源约束映射定位。【结果和结论】结果表明:光纤采集过程中,DAS对于地震波具有很强的方向敏感性。表现为对0°入射角的P波敏感,对90°入射角的P波则基本不敏感;对45°入射角的S波敏感,但对90°入射角的S波不敏感。在噪声强度一致的情况下,基于不同标距长度的波场采样效果显著性顺序为:1 m>10 m>100 m,在噪声强度为300%时,1 m空间采样数据仍能展现出相对连续的波形特征,明显突出50 Hz的震源子波。预测缝网展布走向以NNW-SSE为主,与区域最大主应力方向一致,平台内大部分压裂缝网预测误差在10 m内。在四川盆地川南煤田M井田的应用实践进一步表明,基于约束定位算法得到的预测结果与实验验证结果一致,能够有效指示煤储层压裂缝网区域,对致密、低孔渗油气藏开采效率的提升具有重要意义。 展开更多
关键词 煤层气 水力压裂 微震监测 震源定位 分布式光纤声波传感 约束映射
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分布式光纤压裂监测技术研究及应用 被引量:2
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作者 王立歆 路智勇 +3 位作者 杨心超 陈占国 杨小慧 程磊磊 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1039-1046,共8页
随着页岩油气等非常规油气勘探开发走向深层以及日趋精细化,微地震等传统压裂监测手段愈发无法满足压裂效果评价的精度要求。作为分布式光纤传感(DFOS)技术的最新研究进展,分布式光纤声波传感(DAS)近年来成为国内外压裂监测方向的研究... 随着页岩油气等非常规油气勘探开发走向深层以及日趋精细化,微地震等传统压裂监测手段愈发无法满足压裂效果评价的精度要求。作为分布式光纤传感(DFOS)技术的最新研究进展,分布式光纤声波传感(DAS)近年来成为国内外压裂监测方向的研究热点。文中介绍了井下光缆布设、光缆深度标定、DAS信号处理、压裂期间DAS响应提取和解释的方法,并结合涪陵地区某页岩气井组的套管外光纤压裂监测实例,展示了DAS技术给非常规油气水力压裂监测带来的新视角和新认识,为我国压裂监测新技术的发展和推广应用提供参考。 展开更多
关键词 水力压裂 分布式光纤声波传感 压裂监测 页岩油气
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基于分布式光纤的蜂窝夹层结构脱粘损伤监测 被引量:1
8
作者 徐浩 王中枢 +4 位作者 马寅魏 李建乐 李腾腾 张松 武湛君 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第3期414-419,共6页
航空航天蜂窝夹层结构服役环境恶劣,需要发展相应的结构健康监测技术以保证结构的安全运行。脱粘损伤因发生在内部胶层而难以监测,该文采用埋入胶层的分布式光纤传感器对蜂窝夹层结构脱粘损伤进行监测。在预埋损伤监测试验中采用高强光... 航空航天蜂窝夹层结构服役环境恶劣,需要发展相应的结构健康监测技术以保证结构的安全运行。脱粘损伤因发生在内部胶层而难以监测,该文采用埋入胶层的分布式光纤传感器对蜂窝夹层结构脱粘损伤进行监测。在预埋损伤监测试验中采用高强光纤和边界浅槽的方式提高传感器存活效率,得到脱粘损伤应变特征。采用参数化建模方式对不同损伤位置进行大量有限元模拟,加入白噪声后得到含有脱粘损伤特征的13500组数据。将模拟数据代入卷积神经网络进行训练,训练后的网络对试验损伤数据的识别准确率达到98.84%。该方法能够识别20 mm^(2)脱粘损伤,同时定位平均误差小于4 mm。 展开更多
关键词 蜂窝夹层板 结构健康监测 脱粘损伤 分布式光纤 卷积神经网络
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基于准分布式光纤光栅应变测量桥梁挠度的方法研究
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作者 顾佳祺 邹家盛 田石柱 《光电工程》 北大核心 2025年第6期98-107,共10页
工程结构变形分布可以评估桥梁结构的健康状态,然而传统采用的“点式”传感技术在获取整体结构变形分布方面存在明显不足。基于准分布式光纤光栅应变测量技术,提出一种适用于监测简支钢箱梁结构变形分布的曲率识别挠曲线法。理论探讨光... 工程结构变形分布可以评估桥梁结构的健康状态,然而传统采用的“点式”传感技术在获取整体结构变形分布方面存在明显不足。基于准分布式光纤光栅应变测量技术,提出一种适用于监测简支钢箱梁结构变形分布的曲率识别挠曲线法。理论探讨光纤光栅应变-曲率-挠度的曲线反演原理,通过简支箱梁四点弯曲试验数值模拟,结果表明,基于曲率识别挠度的方法具有较高的精度,且跨中相对误差仅为2.14%。将不锈钢管封装的光纤光栅应变传感器布置在2 m跨度的简支钢箱梁表面,得到结构变形分布与应变分布之间具有良好的线性相关性,并且反演的挠度和百分表跨中最大相对误差小于3.80%,为箱梁分布式长期的变形监测提供参考方案。 展开更多
关键词 挠度测量 分布式光纤传感 健康监测 简支箱梁
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基于分布式光纤测温的分段多簇压裂过程裂缝参数诊断方法
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作者 魏操 李海涛 +4 位作者 祝效华 张楠 罗红文 屠坤 程时清 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第2期441-450,共10页
选用Carter模型表征裂缝扩展和压裂液滤失动态行为,同时考虑压裂液在井筒、裂缝和油藏间的流动传热,建立水平井分段多簇压裂过程热-流耦合温度响应正演模型,分析压裂参数、裂缝参数对分布式光纤(DTS)温度响应的影响规律,提出基于模拟退... 选用Carter模型表征裂缝扩展和压裂液滤失动态行为,同时考虑压裂液在井筒、裂缝和油藏间的流动传热,建立水平井分段多簇压裂过程热-流耦合温度响应正演模型,分析压裂参数、裂缝参数对分布式光纤(DTS)温度响应的影响规律,提出基于模拟退火算法的裂缝参数诊断方法,并通过矿场实例应用验证模型可靠性。研究表明:多簇压裂过程中温度响应曲线具有“V形”典型特征,其位置与压裂裂缝对应;压裂液排量越大、压裂与停泵时间越长,“V形”深度越小;缝面滤失系数越大、压裂时间越长、裂缝宽度越小,“V形”宽度越大;压裂过程中短暂停泵阶段,近井筒周围低温仍向地层扩散,DTS温度不升反降;对DTS数据进行实时解释监测,可了解压裂过程中裂缝的扩展情况,便于及时采取相应措施,提高压裂效果。 展开更多
关键词 页岩油 水平井 分段多簇压裂 分布式光纤测温 热-流耦合模型 裂缝参数 实时监测
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基于虚拟噪声电平的分布式光纤振动传感系统性能优化
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作者 王子豪 冯玉祥 +1 位作者 刘志凯 吕立冬 《光学精密工程》 北大核心 2025年第12期1842-1852,共11页
分布式光纤振动传感系统通常采用相对强度比值法进行事件识别和定位,该算法忽略了噪声电平对系统动态范围的影响,从而制约系统定位精度和动态范围的提升。本文研究在保证系统定位精度条件下噪声电平的大小与系统动态范围的关系,在光时... 分布式光纤振动传感系统通常采用相对强度比值法进行事件识别和定位,该算法忽略了噪声电平对系统动态范围的影响,从而制约系统定位精度和动态范围的提升。本文研究在保证系统定位精度条件下噪声电平的大小与系统动态范围的关系,在光时域反射信号中加入与信号近零幅值均值电压相关的虚拟噪声电平,提出一种基于虚拟噪声电平的系统性能优化算法。实验搭建了相位敏感光时域反射系统,采用50 ns的激光脉冲,在长约15 km的被测光纤上进行振动事件定位测试,基于虚拟噪声电平优化算法,将原始的光时域反射数据减去噪声电平,再分别加入幅值为信号近零幅值均值的25%,50%,75%,100%,125%,150%,175%和200%的虚拟噪声电平,最终确定系统动态范围和振动信号信噪比总体最优时的虚拟噪声电平,即噪声电平的幅值约为信号近零幅值均值的75%,与传统的相对强度比值法比较,系统的动态范围提升了11.26 dB,虚拟噪声电平的引入通过降低幅值近零位置的灵敏度从而提升系统的性能。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 光时域反射 振动监测 动态范围 虚拟噪声
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基于光纤陀螺的堆石坝内部沉降分布式监测技术研究 被引量:7
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作者 廖铖 蔡德所 +1 位作者 李苗 林金城 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期77-86,共10页
针对传统堆石坝内部沉降监测技术已难于满足超高堆石坝内部沉降监测需求。文章开发了基于光纤陀螺仪(FOG)的堆石坝内部沉降分布式监测系统,该系统主要由监测管道、监测小车和牵引装置组成。推导FOG监测系统测量坝体内部沉降的原理,考虑... 针对传统堆石坝内部沉降监测技术已难于满足超高堆石坝内部沉降监测需求。文章开发了基于光纤陀螺仪(FOG)的堆石坝内部沉降分布式监测系统,该系统主要由监测管道、监测小车和牵引装置组成。推导FOG监测系统测量坝体内部沉降的原理,考虑监测小车不匀速问题,建立监测小车运行速度函数关系,引进经验模态(EMD)-小波混合降噪方法滤除监测小车运行过程中的振动噪声和FOG漂移误差。该监测系统成功应用于猴子岩面板堆石坝。现场监测结果表明,FOG2次独立测量结果的相关系数为0.986,说明FOG监测系统工作性能稳定,与水管式沉降仪测量结果基本一致,验证了该系统的可行性和准确性。 展开更多
关键词 堆石坝 内部沉降 光纤陀螺 分布式监测 经验模态-小波
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基于分布式光纤的地铁隧道安全风险监测技术及其应用 被引量:3
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作者 魏绍军 廖孟光 邱丙水 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第6期164-170,共7页
全站机器人监测系统是地铁隧道安全风险监测的重要技术手段之一,但监测点相对有限。本文基于分布式光纤测量数据,提出了一种基于分布式光纤的地铁隧道安全风险监测技术。首先,将分布式光纤监测系统获取的应变数据映射为更加直观的变形... 全站机器人监测系统是地铁隧道安全风险监测的重要技术手段之一,但监测点相对有限。本文基于分布式光纤测量数据,提出了一种基于分布式光纤的地铁隧道安全风险监测技术。首先,将分布式光纤监测系统获取的应变数据映射为更加直观的变形位移数据;然后,通过确定3个输入参数、2个隐含层、1个输出参数,构建基于BP神经网络的应变-位移转换模型,验证结果表明,预测值和真实值的误差在0.2 mm以内,说明所建模型能较好地拟合数据的变化规律;最后,将其应用于青岛地铁1号线某区间,确定401.66~699.45με作为各测点预警值的安全区间,202.49~899.98με作为控制值的安全区间,计算结果与现场实测结果相吻合,误差满足工程需要。 展开更多
关键词 分布式光纤测量 BP神经网络 位移-应变转换模型 安全监测
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基于分布式光纤传感技术的北京宋庄地面沉降和地裂缝综合监测 被引量:4
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作者 沙特 罗勇 +2 位作者 雷坤超 田芳 王新惠 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期859-867,共9页
针对地面沉降及地裂缝,传统点式监测技术手段难以实现地质体变形的连续监测,且无法通过地面沉降、地裂缝的综合监测定量分析两者之间的关系。基于钻孔全断面分布式光纤监测技术实现了地面沉降和地裂缝同步监测,根据监测结果对北京宋庄... 针对地面沉降及地裂缝,传统点式监测技术手段难以实现地质体变形的连续监测,且无法通过地面沉降、地裂缝的综合监测定量分析两者之间的关系。基于钻孔全断面分布式光纤监测技术实现了地面沉降和地裂缝同步监测,根据监测结果对北京宋庄地区地下水-地面沉降-地裂缝之间的关系进行了分析。监测结果表明,宋庄地面沉降主要受到地下水开采影响,含水砂层抽水发生压缩变形,地裂缝两侧均存在明显的地面沉降,且差异沉降显著;差异沉降量和地裂缝变形量均持续增大,但增大速率放缓。地面沉降、地裂缝同步监测结果表明,该地区地裂缝发育主要受地层差异沉降影响。 展开更多
关键词 分布式光纤 钻孔全断面光纤监测 地面沉降 地裂缝 差异沉降 北京
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基于分布式光纤传感技术的接触网附加导线实时在线监测方案 被引量:1
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作者 古晓东 罗健 张琦 《中国铁路》 北大核心 2024年第10期67-71,共5页
铁路接触网附加导线故障具有早期发现困难、偶发性强、故障定位难度大等特点,直接影响接触网系统运行可靠性的提升,对行车安全构成潜在威胁。提出通过架设光纤复合附加导线并设置监测系统的方案,利用分布式光纤技术实时监测附加导线运... 铁路接触网附加导线故障具有早期发现困难、偶发性强、故障定位难度大等特点,直接影响接触网系统运行可靠性的提升,对行车安全构成潜在威胁。提出通过架设光纤复合附加导线并设置监测系统的方案,利用分布式光纤技术实时监测附加导线运行状态并实现列车运行位置监测,重点围绕监测系统方案、导线监测、列车运行状态监测等开展论述。该监测方案具有灵敏度高、监测距离长、不受隧道等环境限制等优势,可实现接触网架空附加导线重大故障、列车运行状态的实时监测,提升了运维效率和安全可靠性。同时为搭建具有实时监测、实时评价、实时报警等特点的智能接触网系统提供了基础技术支撑。 展开更多
关键词 接触网 附加导线 分布式光纤传感 实时在线监测
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分布式光纤传感技术在水力压裂中的研究进展 被引量:4
16
作者 卢聪 李秋月 郭建春 《油气藏评价与开发》 CSCD 北大核心 2024年第4期618-628,共11页
分布式光纤传感技术作为最新的水力压裂监测技术,应用于各大油田的水力压裂过程中,并且能够实现实时监测,已取得了显著的应用效果。为使业界进一步了解不同类型传感技术的基本原理、理论模型研究进展、现场应用情况,从分布式光纤温度传... 分布式光纤传感技术作为最新的水力压裂监测技术,应用于各大油田的水力压裂过程中,并且能够实现实时监测,已取得了显著的应用效果。为使业界进一步了解不同类型传感技术的基本原理、理论模型研究进展、现场应用情况,从分布式光纤温度传感技术和声波传感技术在水力压裂过程中的监测基本原理出发,系统总结了各类传感技术的理论模型研究进展和在产液剖面、裂缝扩展形态监测等方面的应用现状,最后提出了未来分布式光纤传感技术的发展方向。研究结果表明:①分布式光纤传感技术可以利用温度或者声波信号转换得到周围环境温度或应变的变化情况,从而实现水力压裂过程中的实时监测;②与分布式光纤声波传感技术相比,温度传感技术的相关理论模型相对较为成熟,能够实现产液剖面及裂缝形态的相关计算;③分布式光纤传感技术主要用于水力压裂过程中压裂液的注入、裂缝扩展等方面的监测。结论认为:分布式光纤传感技术可以有效地推动中国非常规储层的勘探和开发,同时提高水力压裂效果评价技术水平,这对中国油气行业的可持续发展具有重要推动作用。 展开更多
关键词 分布式光纤传感技术 温度传感技术 声波传感技术 水力压裂监测 产液剖面 裂缝扩展
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基于OFDR分布式光纤的钢筋锈蚀监测技术 被引量:6
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作者 田昊 唐福建 李宏男 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1524-1530,共7页
制作了3组配置钢筋直径分别为12、16、20mm的砂浆圆柱试件,对其进行钢筋加速锈蚀试验.将光频域反射计(OFDR)分布式光纤以螺距为100mm的螺旋线方式缠绕在砂浆试件上,通过获取砂浆表面应变来监测钢筋的锈蚀情况.结果表明:钢筋锈蚀导致砂... 制作了3组配置钢筋直径分别为12、16、20mm的砂浆圆柱试件,对其进行钢筋加速锈蚀试验.将光频域反射计(OFDR)分布式光纤以螺距为100mm的螺旋线方式缠绕在砂浆试件上,通过获取砂浆表面应变来监测钢筋的锈蚀情况.结果表明:钢筋锈蚀导致砂浆保护层开裂,进而引起OFDR应变谱出现峰值;随着钢筋锈蚀损失的增大,应变峰值随之增大;相同锈蚀情况下,保护层越小(或钢筋直径越大),砂浆试件的裂缝开裂速率就越大,同时裂缝宽度也越大. 展开更多
关键词 分布式光纤 钢筋锈蚀 砂浆 锈蚀监测
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基于分布式光纤传感与U-Net网络的复合材料分层损伤定量识别方法 被引量:1
18
作者 武湛君 董珊珊 +7 位作者 李建乐 朱明睿 张仕承 刘海涛 孙亮 李汉克 董孜劢 徐浩 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第13期20-27,共8页
结构健康监测(SHM)是确保飞行器复合材料结构安全性和完整性的重要手段。基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器可以通过测量高密度的应变分布为复合材料损伤监测提供数据支持。然而,结构应变分布特征和损伤的映射关系较为复杂,无法直接... 结构健康监测(SHM)是确保飞行器复合材料结构安全性和完整性的重要手段。基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器可以通过测量高密度的应变分布为复合材料损伤监测提供数据支持。然而,结构应变分布特征和损伤的映射关系较为复杂,无法直接根据应变分布准确判定损伤的定量信息。另外,分布式光纤传感器数据量大,通过人为分析应变数据识别损伤较为耗时且准确性偏低。为了应对这一挑战,提出了一种基于分布式光纤传感数据与U-Net神经网络的智能损伤识别方法,旨在自动精确识别复合材料中常见的分层损伤。首先,通过有限元仿真构建U-Net神经网络的训练集与验证集;随后进行含分层损伤复合材料板的悬臂加载试验,通过分布式光纤传感器采集结构应变分布数据作为测试集。损伤识别结果表明,U-Net神经网络可以对分层损伤的位置、尺寸与形状进行较为精确的定量识别。 展开更多
关键词 结构健康监测(SHM) 复合材料结构 分布式光纤传感器 深度学习 U-Net神经网络
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基于BOTDR的地裂缝分布式光纤监测技术研究 被引量:42
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作者 卢毅 施斌 +3 位作者 席均 苏晶文 姜月华 李云峰 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期8-13,共6页
地裂缝的监测是防治地裂缝危害的一项重要工作。本文采用基于BOTDR的分布式光纤感测技术对已有地裂缝和潜在地裂缝进行了分布式监测,详细介绍了BOTDR分布式光纤感测技术原理和地裂缝分布式监测方法,并以无锡杨墅里地裂缝作为监测点进行... 地裂缝的监测是防治地裂缝危害的一项重要工作。本文采用基于BOTDR的分布式光纤感测技术对已有地裂缝和潜在地裂缝进行了分布式监测,详细介绍了BOTDR分布式光纤感测技术原理和地裂缝分布式监测方法,并以无锡杨墅里地裂缝作为监测点进行了现场试验研究。研究结果表明:基于BOTDR的分布式光纤感测技术可十分有效地对地裂缝的变形进行监测;采用定点布设的方法,可提高感测光纤的监测精度和量程,测量精度可以达到0.1mm;2m长的定点间距,量程可达30mm;通过网格化铺设感测光缆,可对一定区域内的多条地裂缝进行监测;在同一方向上,不同点距的结合,可提高地裂缝监测的定位精度。 展开更多
关键词 地裂缝 BOTDR 分布式监测 感测光纤
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黏性土体干缩变形分布式光纤监测试验研究 被引量:24
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作者 李科 施斌 +2 位作者 唐朝生 魏广庆 王宝军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1781-1785,共5页
土体变形监测是岩土工程监测中的一项重要工作,具有规模大、工程环境差异性大、实时动态监测等特点,因此,常规的一些点式监测手段已不能满足要求。布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)是一项新型光电传感监测技术,它利用布里渊散射光... 土体变形监测是岩土工程监测中的一项重要工作,具有规模大、工程环境差异性大、实时动态监测等特点,因此,常规的一些点式监测手段已不能满足要求。布里渊散射光时域反射测量技术(BOTDR)是一项新型光电传感监测技术,它利用布里渊散射光的光谱和光时域测量技术,可对沿光纤的轴向应变进行分布式监测。应用这一技术对土体干缩变形进行了监测,并对土体干缩变形规律进行了分析,验证了该技术应用于土体变形监测中的可行性。 展开更多
关键词 土体变形 BOTDR 分布式监测 传感光纤
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