版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、基于分布式光纖布里淵頻移的傳感器不僅具有一般光纖傳感器特有的防爆、耐候等特點,而且可以實現(xiàn)數(shù)十公里的分布式多參數(shù)測量,較適用于井下工作要求。該技術(shù)在溫度和形變測量方面,已經(jīng)成功應(yīng)用于某些大型工業(yè)結(jié)構(gòu)和建筑的健康監(jiān)測,然而,在液體壓力檢測方面卻鮮有報道,更未見用于井下壓力參數(shù)的直接測量。因此,本文以油田重要地質(zhì)參數(shù)——壓力監(jiān)測為背景,研究基于分布式光纖布里淵頻移的液體壓力檢測技術(shù)。
在分析了分布式光纖布里淵頻移測量原理和方法的基
2、礎(chǔ)上,本文首先構(gòu)建了基于光纖受激布里淵散射(SBS)的布里淵光時域分析(BOTDA)實驗平臺。在不同脈沖寬度入射光下,對該實驗平臺所測得的布里淵散信號進行洛侖茲擬合優(yōu)度評估;并與商用布里淵光時域反射計(BOTDR)作了關(guān)于散射信號線寬的比較分析,從而驗證了該實驗平臺比BOTDR具有更高的布里淵頻移測量精度。該實驗平臺為本文后續(xù)工作的主要實驗載體。
基于BOTDA技術(shù),本文對兩組不同裸光纖進行了布里淵頻移的液體壓力響應(yīng)實驗。實驗
3、表明,布里淵頻移與光纖所受到的壓力存在負線性關(guān)系,對于本文實驗所用的G652標準單模裸光纖,其比例系數(shù)約為-0.742MHz/MPa。并且,該結(jié)果與基于塊狀硅玻璃的理論推導(dǎo)結(jié)果基本一致。此實驗和分析驗證了光纖布里淵頻移在壓力作用下的線性敏感特性,為利用基于分布式光纖布里淵頻移的傳感器進行液體壓力檢測奠定了基礎(chǔ)。
為了跟一般情況下光纖不受徑向應(yīng)力時的布里淵頻移與光纖應(yīng)變關(guān)系進行比較和統(tǒng)一,本文還設(shè)計了一復(fù)合力學(xué)實驗,用于解耦壓力
4、導(dǎo)致的光纖軸向應(yīng)變和徑向應(yīng)變,從而獲得了布里淵頻移同時與光纖軸向應(yīng)變和徑向應(yīng)變關(guān)系模型的數(shù)學(xué)表達式。實驗結(jié)果顯示,光纖布里淵頻移是這兩種應(yīng)變復(fù)合作用的結(jié)果,并與這兩種應(yīng)變都成線性關(guān)系,但它們的比例系數(shù)卻存在很大差異,其中軸向應(yīng)變系數(shù)實驗值為0.053MHz/με,徑向應(yīng)變系數(shù)實驗值為0.029MHz/με。此實驗結(jié)論擴展了光纖布里淵頻移關(guān)于應(yīng)變的傳感理論,并為利用不同光纖護套實現(xiàn)不同壓力靈敏度提供理論基礎(chǔ)。
基于上述布里淵頻移
5、與光纖軸向和徑向應(yīng)變的關(guān)系模型,本文進而通過數(shù)值分析和實驗驗證方法,量化分析了典型雙層聚合物護套結(jié)構(gòu)光纖的外層護套各參數(shù)對布里淵頻移的溫度靈敏度和壓力靈敏度影響。分析表明:這兩種靈敏度都能通過聚合物護套得以大大增強,其中,溫度靈敏度與護套泊松比關(guān)系不大,而隨著護套的彈性模量、厚度、熱膨脹系數(shù)增加而增大;然而,壓力靈敏度卻隨著護套彈性模量和泊松比增大而減弱,只能隨著護套厚度增加而增強。這些分析為后續(xù)利用不同護套結(jié)構(gòu)設(shè)計不同溫度和壓力靈敏度
6、的分布式布里淵傳感器提供依據(jù)和參考。
雖然布里淵頻移對壓力敏感,但同時也對溫度敏感,即壓力和溫度交叉敏感,而且在現(xiàn)場應(yīng)用中又難以保持恒溫環(huán)境。于是,本文利用上述不同護套結(jié)構(gòu)的光纖具有不同壓力和溫度靈敏度系數(shù)的特點,設(shè)計了基于雙通道分布式光纖布里淵頻移的傳感器,解決了壓力和溫度的交叉敏感問題,并實現(xiàn)了壓力和溫度的同時測量。而且,本文還對該類雙通道布里淵傳感器的測量誤差進行了理論分析和設(shè)計質(zhì)量評估,并得到了基于誤差分析的設(shè)計準則。
7、以本文所構(gòu)建的雙通道分布式光纖布里淵傳感器為例,其理論壓力精度和溫度精度分別為0.256MPa和0.284°C,此結(jié)果對于30MPa左右的井下壓力已達到高于1%的精度,而且通過護套的優(yōu)化設(shè)計還可以實現(xiàn)更高精度。
最后,本文在井下壓力監(jiān)測的實用化方面做了相關(guān)研究工作。不僅根據(jù)井下地層分層分塊的特點,設(shè)計了井下準分布式光纖布里淵壓力傳感器方案;還根據(jù)井下空間狹長的特點,圍繞傳感探頭的小型化做了相關(guān)實驗和研究:一方面,對于光纖纏繞式
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 基于相位檢測的布里淵分布式光纖振動傳感技術(shù)研究.pdf
- 光纖布里淵矢量分布式傳感技術(shù)研究.pdf
- 基于光學(xué)捷變頻的動態(tài)分布式布里淵光纖傳感技術(shù)研究.pdf
- 基于布里淵自相干檢測的分布式振動傳感技術(shù)研究.pdf
- 基于分布式布里淵放大的長距離BOTDA光纖傳感研究.pdf
- 光纖布里淵傳感信號的檢測技術(shù)研究.pdf
- 分布式光纖布里淵傳感系統(tǒng)的設(shè)計與優(yōu)化.pdf
- 超長距離布里淵分布式光纖傳感關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf
- 布里淵光纖傳感中信號檢測技術(shù)研究.pdf
- 基于光相干檢測布里淵光纖時域反射計的雙參量分布式光纖傳感器.pdf
- 基于布里淵增益譜邊帶解調(diào)的BOTDR分布式光纖測溫系統(tǒng)的研究.pdf
- 四頻差動布里淵光纖陀螺方案及其光源穩(wěn)頻技術(shù)研究.pdf
- 窄線寬布里淵光纖激光器與布里淵光纖陀螺相關(guān)技術(shù)研究.pdf
- 布里淵分布型光纖溫度和應(yīng)變傳感技術(shù)研究.pdf
- 基于分布式布里淵光時域分析技術(shù)的形狀傳感研究.pdf
- 布里淵高精度分布式光纖傳感系統(tǒng)優(yōu)化與實現(xiàn).pdf
- 用于物聯(lián)網(wǎng)的布里淵分布式光纖傳感器的研究.pdf
- 分布式光纖壓力傳感技術(shù)研究.pdf
- 布里淵分布型光纖溫度傳感及信號處理技術(shù)研究.pdf
- 基于微波調(diào)制移頻的布里淵光時域分析儀關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf
評論
0/150
提交評論