分布式光纤感温火灾探测系统在地铁隧道的应用

简要介绍了后向拉曼散射的测温技术及光时域反射技术,阐述了分布式光纤感温火灾探测系统的技术原理、系统框架及主要特点。针对当前城市地铁火灾安全问题,设计了一种应用于地铁区间隧道的分布式光纤感温火灾探测系统,结合该系统在某地铁隧道中的实际应用情况,说明了其在地铁区间隧道中的布网方式及工程实施方案。经在该地铁的试运行,发现该系统的实际运行情况良好,实现了设计初的技术指标。该系统在预防地铁区间隧道火灾、保证地铁隧道安全方面起着重要的作用。     

法布里-珀罗光纤传感器在桥梁健康监测中的应用

对桥梁实施监测 ,是诊断桥梁健康状况的主要手段 ,现代传感技术和计算机技术的发展 ,使桥梁健康状态的实时监测变为可能。笔者分析了法布里 -珀罗光纤传感器的基本原理和特性 ,设计了一种法布里 -珀罗应变测试系统 ,并在预应力混凝土连续桥梁上与电阻式应变传感器进行了应变对比测试试验。试验结果表明 ,法布里 -珀罗光纤传感器对环境温度不敏感 ,易与钢筋、混凝土复合 ,适用于桥梁结构的应变测试 ,可用于桥梁健康状态的在线监测     

分布式光纤振动传感器及其在安防领域的应用

正近年来,分布式光纤传感由于其体小质轻、响应快、精度高、动态范围宽,具有抗电磁干扰、电绝缘和耐腐蚀性等优点,在许多领域得到了广泛的应用。目前光纤传感器已经可以探测到许多物理量,如温度、应力、位移、电流、加速度、电压等。分布式光纤振动传感器就是其中的一种,利用光波在光纤中传输时相位、偏振等对振动敏感的特性,连续实时地监测光纤     

分布式光纤火灾探测系统敷设间距研究

通过开展真实火灾实验和数值模拟研究,考察隧道内温度变化情况,对比分析不同高度的分布式感温光纤对温升或温差的响应规律,进一步研究光纤敷设间隔与隧道高度的关系。结果表明,光纤敷设的最大间隔应随着隧道高度的增加而逐渐减小。最后,对照国内各地方标准及其他国家的标准规定,得到不同敷设高度感温光纤对应的最优光纤敷设间距。该研究结果对分布式光纤火灾探测系统的实际应用有一定指导作用。     

现代分析技术在水质氨氮监测中的应用分析

在水质监测中,氨氮的监测是十分重要且常见的项目之一。氨氮是释放游离氨的主要源头,而游离氨的含量上升是导致水体富营养的元凶之一,因此,监测水体中氨氮的含量是水环境监测工作的主要内容之一。随着环保意识的增强,我国开始越来越重视对自然环境的监测工作,也逐渐认识到氨氮在水体中导致的危害,开始积极开发和应用分析技术,用于监测水体中氨氮的含量及其变化趋势,为后续的资源保护、污染质量工作奠定基础。本文从常见的现代分析技术入手,分析并探讨现代分析技术在水质氨氮监测中的具体应用方式,希望可以为提升我国水质监测工作质量提供一些思路。     

光纤光栅监测技术在桥涵加固中的应用

在土木工程领域,光纤智能健康监测方法是对建筑物或构筑物的健康状况进行检测的一种新方法.采用200 mm×300 mm×3 000mm试件,对比试验研究桥梁监测中广泛应用的振弦传感器与布拉格光栅传感器.结果表明,布拉格光栅传感器具有更好的检测精度、线性响应和重复性.根据光纤光栅传感器的应变传感特性标定试验,在武黄高速公路的典型桥涵中布设光栅传感器,采集分析加固前后静载试验工况下底部钢筋以及桥涵加铺层钢筋的应变数据,评估高速公路桥梁加固效果,并对桥涵结构进行长期监测.监测结果表明,埋入的光纤光栅可方便地监测桥涵安全状况,其稳定性与耐久性满足钢筋混凝土桥梁结构长期健康的要求.同时,根据光纤光栅传感技术在桥梁监测中的应用实践,探讨了其在桥梁监测中应用所面临的一些关键问题及解决途径.     

分布式光纤传感瓦斯气体系统的研究

根据激光吸收光谱技术原理,瓦斯气体分子在一定的波段对光有吸收特性,使光谱具有显示瓦斯的特性,通过比较,反演出瓦斯气体在矿井中的浓度。分布式光纤传感瓦斯气体系统是利用空分复用技术,采用多个气体吸收型光纤传感器,并通过谐波检测技术对瓦斯信号进行处理。试验研究表明,该传感器的精确度和稳定性均可满足实际要求,该系统只有光纤在井下,所有的电子处理设备全部在地面,因此,安全性得到了极大的提高,适用于我国煤矿瓦斯监测预警的在线、实时的快速系统。     

基于拉曼散射的分布式光纤定温与差温探测方法

基于拉曼散射的分布式光纤测温系统应用于火灾监测有独特的优势,弥补了传统感温探测器的不足。介绍了基于拉曼散射的测温原理及基于光时域的空间定位原理,并进行了火灾预警实验,实验结果表明当建筑物高度在一定范围内,基于拉曼散射的分布式光纤测温系统可以很好地实现火灾预警功能。     

分布式光纤测温系统在公路隧道火灾探测中 响应特性研究

随着交通运输的快速发展,公路隧道火灾监测与报警越来越重要。目前分布式光纤测温系统已被广泛应用到隧道火灾的监测中,外界风速和隧道断面对火灾监测有一定的影响。该文通过FDS数值模拟和全尺寸实验模拟不同高度的公路隧道发生火灾时,分布式光纤测温系统的报警响应情况。结果表明：在外界风力作用下,传感器的报警位置发生显著偏移;随着隧道高度的增加,分布式光纤感温火灾探测系统报警响应时间延长,可能会不报警。     

小小光纤引发煤矿安全监测的技术革命

山东省科学院激光研究所利用自己多年从事光纤传感研究所取得的科研成果,结合光纤光栅测温技术和压力传感技术,采用自主研发的高可靠性全光纤瓦斯、一氧化碳气体传感器,首次将瓦斯、一氧化碳、分布式温度等综合参数集成,研制了“全光纤煤矿采空区火灾监测预警系统”,实现了全光纤的煤矿采空区火灾的多参数预测预报。     

油气管道位移光纤安全监测技术定位理论及预警信号特征研究

管道安全分布式光纤监测系统利用分布式光纤振动传感器两端检测信号的时间差确定管道沿线所发生事件位置,时间差的精度决定对异常事件事发点的定位精度;系统拥有较高的灵敏度,可对1.5 km内敲击、落石、滚石及人工挖掘等威胁管道安全的事件进行报警;事件的定位有一定的误差,对抢修有一定的指导意义。     

桥梁施工过程的布拉格光纤光栅安全监测技术

为了安全可靠地建好每座大跨桥梁,就要对每座桥的施工过程进行安全监测,传统的安全监测方法是采用电测技术,由于抗电磁干扰性差等原因,测试的数据真实性差。笔者在布拉格光纤光栅的传感原理、室内悬臂梁试验和埋设工艺的研究基础上,成功地在黑大公路牛头山大桥上布设了布拉格光纤光栅应变传感器,为对比布拉格光纤光栅的监测结果,埋设了应变砖测试混凝土的应变,监测了该桥预应力混凝土连续梁先简支后连续施工的全过程,施工监测结果表明:布拉格光纤光栅监测大桥施工结果准确、稳定和可靠,同时证明该光纤光栅测试技术可以用于桥梁施工过程的安全监测且结果明显好于传统的电测技术。     

用于预应力筋长期实时应力监测的光纤传感测试技术研究

预应力筋是预应力混凝土结构中的关键受力构件,对其应力状态的监测具有重大意义。针对传统测试方法难以有效解决其应力分布测试问题的现状,提出基于光纤布拉格光栅传感测试技术的预应力筋长期实时应力监测方法。设计模拟张拉装置,并构建预应力钢筋的光纤光栅应变测试系统,进行模拟试验研究,其试验结果表明,该测试系统适合于预应力筋的工作环境,具有线性度高、重复性好,且不影响基体性能的特点。此外,针对预应力钢绞线的特殊结构和工作特点,提出具有温度补偿能力的锚端光纤布拉格光栅应力传感测试方案,并进行理论分析。研究结果验证了光纤光栅传感技术用于预应力筋应力测试的可行性,并为其实际工程应用奠定了基础。     

复合碳纤维混凝土的结构安全监测方法

提出了一个利用碳纤维混凝土与普通混凝土进行复合,实现结构安全监测的技术方法。根据普通混凝土与碳纤维混凝土之间良好的亲和能力,将碳纤维混凝土浇铸在结构承载的薄弱部分,利用碳纤维混凝土的压敏特性,可以对该部分的服役状态进行监测,获得结构的变形情况;另一方面,利用碳纤维混凝土的基本特性,还可以适当改善结构的承载强度。笔者所提出的复合结构既具有普通混凝土结构的基本特征,又赋予了结构的自我监测功能,比较有效地克服了全碳纤维混凝土结构建造所面临的电阻率波动、骨料石子影响和建设成本等几个方面的技术问题。     

光纤Bragg光栅传感器实现斜拉桥索力实时监测的研究

民用工程结构的健康监测 ,日益引起人们的重视 ,光纤传感技术 ,尤其是光纤光栅传感技术 ,因其易构成高性能、低成本的传感器阵列 ,并在结构监测应用工程中 ,具有巨大的潜力。笔者介绍一种斜拉桥索力实时监测的新方法即光纤光栅法。将光纤光栅刚性粘贴于传感头外表面上 ,使传感头承受拉索的索力 ,通过对光纤光栅波长移动量 (Δλb)的解调 ,以测出索力的大小。通过实验结果与理论分析证明 ,该测试系统具有结构简单、测量范围大、稳定性和线性度好等特点 ,该监测系统既可用于斜拉桥施工阶段的索力测定 ,也可以用于在役斜拉桥结构的长期安全监测。     

基于EMD-HHT可定位长输天然气管道第三方破坏事件监测技术

为适应目前管道安全监测需要,满足对扰动信号分类监测的实际需求,提出1种基于希尔伯变换和经验模态分解(EMD-HHT)的信号特征提取技术,利用基于φ-OTDR分布式光纤传感系统采集振动信号,通过EMD+HHT区分算法对管道沿线振动事件进行分解并提取6个典型特征向量,各特征事件数据经过EMD后选取IMF3为最终提取特征向量的原始数据,BP神经元网络可有效识别机械破坏、敲击破坏、车辆经过、人工挖掘、动力干扰5种事件。研究结果表明：在长输管道信号识别中,BP神经网络对5类事件平均识别率高达98.6%,该技术分类识别5类事件扰动信号,能够达到较高准确性,并且误报率平均在1.3%,能较好满足现场安全实时监测需求。研究结果对长输油气管道附近第三方破坏扰动信号分类监测具有一定参考意义。     

基于微震监测技术在矿山安全管理中的应用研究

在井下巷道工程设计多个微震监测系统传感器站网空间布置方案,地震信号由传感器采集并进行前置放大,传至井下数据交换中心,经A/D转化后的数字信号再经由光缆传至地表监测控制中心相连的计算机,利用监测数据对矿山地震活动及岩爆与地压活动进行分析研究、实时的监测和预报.应用该微震监测技术对冬瓜山铜矿的事件定位精度和系统灵敏度的分析,对人工震源定位及定位精度进行的验证实验以及对冬瓜山矿区井下各种振动波形进行的识别和分析,取得了很好的效果.微震监测系统的建立对于推动我国矿山地压灾害监测和安全管理水平具有重要参考意义.