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分布式光纤测温系统分辨率影响因素研究

仪器仪表学报 2021年第12期42卷 65-73页

作者：王泽润叶志浩夏益辉杨超中国人民解放军海军工程大学电气工程学院武汉430000

应用分布式光纤测温系统对船舶电力系统进行在线监测时,由于船舶电缆的特殊运行环境,对测温系统的空间分辨率和温度分辨率提出了更高的要求,而在基于拉曼散射双路解调的分布式光纤测温系统中,系统的空间分辨率、温度分辨率、时间分辨率... 详细信息

应用分布式光纤测温系统对船舶电力系统进行在线监测时,由于船舶电缆的特殊运行环境,对测温系统的空间分辨率和温度分辨率提出了更高的要求,而在基于拉曼散射双路解调的分布式光纤测温系统中,系统的空间分辨率、温度分辨率、时间分辨率和测温距离相互制约。为设计满足船舶电力系统在线监测需求的测温系统,分析了系统空间分辨率的影响因素,并在此基础上建立了基于光时域反射技术的分布式光纤测温系统的等效模型,分析了不同影响因素之间的主次关系;基于拉曼散射光强度公式推导出了准确性更高的系统温度分辨率影响模型;在此基础上得到了空间分辨率、温度分辨率、时间分辨率和测温距离之间的相互影响公式,为分布式光纤测温系统的性能指标设计提供了参考,在测温距离较短时,通过进一步增大累加次数和减小泵浦光脉宽,可在保证空间分辨率和时间分辨率的条件下提高空间分辨率。搭建实验平台对所提出的方法进行验证,通过调节累加次数和脉冲宽度在500 m的测温距离达到了温度分辨率0.65℃、空间分辨率1 m、时间分辨率1 s的分辨率指标。

关键词：分布式光纤测温空间分辨率温度分辨率分辨率相互关系

分布式光纤测温技术在长距离高温超导电缆中的工程化应用研究

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分布式光纤测温技术在长距离高温超导电缆中的工程化应用研究

作者：岳毅华中科技大学

学位级别：硕士

高温超导电缆具有高载流、低损耗的优势,但超导电缆失超会给电缆本身和电网安全运行带来严重后果。超导电缆温度越阈是判断超导电缆是否失超的重要指标。目前的温度检测手段通常只测量超导电缆端口温度,很难实现对其局部和全线温度的测... 详细信息

高温超导电缆具有高载流、低损耗的优势,但超导电缆失超会给电缆本身和电网安全运行带来严重后果。超导电缆温度越阈是判断超导电缆是否失超的重要指标。目前的温度检测手段通常只测量超导电缆端口温度,很难实现对其局部和全线温度的测量。因此,迫切需要覆盖超导电缆沿线的有效且可靠的测温技术手段。针对长距离超导电缆的测温需求,本文对百米级分布式光纤在液氮温区下的工程化应用进行了研究,完成的主要工作和取得的主要成果如下:(1)搭建了用于30 m三相同轴高温超导电缆的分布式光纤测温系统,并完成了各种工况下的电缆测温试验。提出了基于双端测量的衰减补偿方法和基于最小二乘法的动态校准方法,经过补偿和校准后,光纤能够检测到试验期间的温度波动。试验表明,光纤沿线测温误差保持在±1 K以内。(2)结合超导电缆的低温运行环境,确定了适用于长距离超导电缆测温需求的光纤型号。实验研究了涂层材料、封装结构型式等因素对光纤低温损耗的影响,提出了光纤结构优化改进方式,给出了适用于长距离超导电缆测温的光纤型号——Φ1.1mm SS316螺管型光纤,并通过力学性能测试,确定了该型号光纤的机械强度。(3)考虑超导电缆低温运行的密封要求,设计了基于贯通器连接的SS316螺管型光纤引出方案。低温测试结果表明,贯通器在77～300 K温度范围内的插入损耗始终保持在1 d B之内,满足测温解调所需的信号精度要求。(4)针对超导电缆失超监测对测温的准确度要求,研究了封装结构、解调仪配置等因素对温度分布曲线随时间和空间波动程度的影响。结果表明,当运行配置参数为空间分辨率2 m、取样间隔1 m、采样周期为60 s时,光纤测温能兼顾超导电缆监测保护和测温精度要求。

关键词：高温超导电缆故障检测分布式光纤测温光纤封装选型

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分布式光纤测温系统温度检测与处理算法研究

高技术通讯 2018年第11期28卷 991-996页

作者：左婧李忠虎闫俊红王金明内蒙古科技大学信息工程学院包头014010

为提高分布式光纤测温系统的温度分辨率,本文研究了分布式光纤拉曼测温系统的信号处理方法。基于后向拉曼散射原理、光时域反射原理和Lab VIEW软件平台,搭建了分布式光纤测温及信号处理系统。在分布式光纤拉曼测温信号处理方法中,目前... 详细信息

为提高分布式光纤测温系统的温度分辨率,本文研究了分布式光纤拉曼测温系统的信号处理方法。基于后向拉曼散射原理、光时域反射原理和Lab VIEW软件平台,搭建了分布式光纤测温及信号处理系统。在分布式光纤拉曼测温信号处理方法中,目前常用的累加平均算法受累加次数的制约,无法对信噪比进行进一步提升,因此采用小波变换算法针对已建系统进行信号处理。对小波算法进行优化设计,提升了温度分辨率这一主要性能指标。实验结果验证了系统的合理性和小波算法的有效性,为该系统整体性能的进一步提升奠定了基础。

关键词：分布式光纤测温小波变换信号处理温度分辨率

分布式光纤测温系统在火力发电厂开发和创新应用分析

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分布式光纤测温系统在火力发电厂开发和创新应用分析

基于分布式光纤测温的离合器摩擦表面温度场测量

2023年电力行业技术监督工作交流会暨专业技术论坛

作者：王昊韩旭刘宇于鑫龙内蒙古大唐国际锡林浩特发电有限责任公司

电缆是电力系统的"神经"和"血管",一旦发生较大故障将引发整个电力系统严重。电缆沟内一旦发生电缆热故障,会造成严重的损失。本文通过对锡林浩特发电厂原有的电缆实时监测系统进行对比分析,对近年来研发出的分布式光纤温度传感技术进... 详细信息

电缆是电力系统的"神经"和"血管",一旦发生较大故障将引发整个电力系统严重。电缆沟内一旦发生电缆热故障,会造成严重的损失。本文通过对锡林浩特发电厂原有的电缆实时监测系统进行对比分析,对近年来研发出的分布式光纤温度传感技术进行研究,对其利用光脉冲测定温度的原理、分布式光纤传感器的构造和分布式光纤传感技术相对于传统测温技术的优势进行分析论述。根据输煤电缆沟的内经常进水,潮湿,湿气重等特点,因地制宜的设计了分布式光纤测温系统,有效的克服了电缆沟因为进水、潮湿、湿气等因素损坏测温设备。对未来锡林浩特发电厂电缆在线测温系统规划有了很好的借鉴。

关键词：分布式光纤测温电缆热故障在线实时监测

来源： cnki会议评论

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中国公路学报 2020年第8期33卷 102-109页

作者：席军强陈宏宇北京理工大学机械与车辆学院北京100081

离合器在工作过程中的摩擦表面温升是离合器传递扭矩的直接影响因素,研究离合器温升情况对于改善离合器控制和优化离合器设计都有着重要意义。但摩擦片工作表面封闭,表面温度往往难以准确测量,为解决离合器温度高精度测量的问题,使用国... 详细信息

离合器在工作过程中的摩擦表面温升是离合器传递扭矩的直接影响因素,研究离合器温升情况对于改善离合器控制和优化离合器设计都有着重要意义。但摩擦片工作表面封闭,表面温度往往难以准确测量,为解决离合器温度高精度测量的问题,使用国际上发展迅速的最新型分布式光纤传感技术,在设计的干式离合器摩擦特性测试台架上进行了测量试验。试验结果表明:与传统的热电偶插入式测量相比,分布式光纤测温能够得到离合器摩擦接触面的温度沿半径方向上的温度分布,为离合器表面温度场分析提供数据支持;同时,光纤测温能够实现在离合器系统内的各个部件的温度测温。通过对不同半径、不同工况、不同部件的温度变化情况的测量结果分析,离合器摩擦接触面的温度分布与半径有关,通常呈现半径越大温升越显著的特点;在单次接合分离的过程中,离合器摩擦片的2个摩擦接触表面的温升情况并不相同,靠近飞轮盘一侧的温度变化速率比靠近压盘一侧的要快。

关键词：汽车工程离合器温度测试方法分布式光纤测温温度分布干式离合器

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分布式光纤测温技术在冻结修复工程中的应用

传感器与微系统 2015年第4期34卷 155-157,160页

作者：郑晓亮胡业林沈华军谢鸿志豆安峰于紧昌安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001 中煤矿山建设集团有限责任公司安徽合肥230000 中国电子科技集团公司第八研究所安徽合肥230000

针对采用冻结法进行成井井壁修复工程的特殊性,在进行常规水文孔、测温孔监测的同时,增加新型检测手段,利用分布式光纤测温技术检测每个冻结器的纵向温度,通过数据分析,为指导冻结施工安全顺利进行提供依据。详细介绍了修复工程的概况... 详细信息

针对采用冻结法进行成井井壁修复工程的特殊性,在进行常规水文孔、测温孔监测的同时,增加新型检测手段,利用分布式光纤测温技术检测每个冻结器的纵向温度,通过数据分析,为指导冻结施工安全顺利进行提供依据。详细介绍了修复工程的概况和分布式光纤测温系统的原理、组成、检测方法及测温光缆结构。给出了现场实测数据,与常规测温孔数据相比,数据量大,能全面、直观地反映冻结壁实际发展状况。系统结构简单,机动灵活,检测方法具有一定的推广价值。

关键词：分布式光纤测温冻结法纵向测温修复工程

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分布式光纤测温系统在城市轨道交通中的应用

城市轨道交通研究 2014年第5期17卷 149-153页

作者：李志鹏郭伟陈雷北京城建设计研究总院有限责任公司北京∥助理工程师100037 北京能高自动化技术股份有限公司北京100044

分布式光纤温度测温技术主要运用了光的散射原理和光时域反射原理。分布式光纤温度传感技术应用光纤作为传感元件和传输介质,能屏蔽强电磁场的干扰,适用于高压输电线路监测。从提高测量精度的角度出发,提出探测单元温度智能解调和信号... 详细信息

分布式光纤温度测温技术主要运用了光的散射原理和光时域反射原理。分布式光纤温度传感技术应用光纤作为传感元件和传输介质,能屏蔽强电磁场的干扰,适用于高压输电线路监测。从提高测量精度的角度出发,提出探测单元温度智能解调和信号优化处理。设计了满足城市轨道交通实际需要的温升算法。该算法满足城市轨道交通系统的实际需要,能获取最佳的报警时间,有助于消除火灾隐患。

关键词：分布式光纤测温智能解调温升算法

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分布式光纤测温技术在煤矿中的应用

分布式光纤测温技术在煤矿中的应用

作者：徐灿山东大学

学位级别：硕士

鉴于在煤矿井下采空区、主要电缆线路和皮带运输系统的温度监测中,传统的电信号传感器不能完全实现我们预期的功能,结合分布式光纤测温系统能够实现分布式连续测量的性能,本文主要介绍以分布式光纤测温技术为核心的分布式光纤测温系统... 详细信息

鉴于在煤矿井下采空区、主要电缆线路和皮带运输系统的温度监测中,传统的电信号传感器不能完全实现我们预期的功能,结合分布式光纤测温系统能够实现分布式连续测量的性能,本文主要介绍以分布式光纤测温技术为核心的分布式光纤测温系统。该系统通过对我们要监测的采空区、主要电缆线路和皮带运输系统沿线布设感温光缆,能够实现对沿线的分布式连续测量,不仅可以对对象实现连续的、不间断的监测,还可以精确定位某些高温区域,很好的实现对火灾的预防和预警,故该系统有很高的研究和实用价值。本论文首先介绍了分布式光纤测温技术的理论基础暨测温原理,由于拉曼散射中反斯托克斯光对温度的敏感性,我们依据斯托克斯光作为温度信号,用反斯托克斯光解调出温度表达式,并根据光时域反射原理对温度信号与空间位置—对应,从而实现对整条光缆沿线温度的测量。然后,论文阐述了分布式光纤测温系统的系统硬件组成和各部分的功能工作原理。并详细说明了兖矿集团兴隆庄煤矿光纤监测项目中分布式测温系统的硬件组成,以及各部分的详细技术指标。最后,以兖矿集团兴隆庄煤矿光纤监测项目为实际案例,给出了系统的实施方案,并重点分析了采空区安全状态监测系统、皮带温度监测系统和井下6KV电缆接头温度在线监测系统这三种基于分布式光纤测温技术的监测监控系统。记录了这三套系统的项目施工和试运行情况。

关键词：分布式光纤测温拉曼散射光时域反射光纤监测采空区

分布式光纤测温系统的研究及其在港口变电站的应用

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分布式光纤测温系统的研究及其在港口变电站的应用

作者：李元燕山大学

学位级别：硕士

工业电缆是重要的电力传输设备,现代工业生产与它息息相关。然而,电力系统的事故很多,但绝大多数体现形式为温度的升高。电缆温度不断升高,形成过热,导致大面积电缆烧损,造成被迫停机,并且在短时间内将无法恢复正常生产和生活,造成重大... 详细信息

工业电缆是重要的电力传输设备,现代工业生产与它息息相关。然而,电力系统的事故很多,但绝大多数体现形式为温度的升高。电缆温度不断升高,形成过热,导致大面积电缆烧损,造成被迫停机,并且在短时间内将无法恢复正常生产和生活,造成重大经济损失和社会影响。港务局经营的项目主要是港口货物的输送、仓储等,针对港口煤炭、货物皮带输送存在的温度监测存在的一些问题,比如说港口变电站电缆运行环境比较恶劣,电缆桥架积粉逐渐增长,电缆散热困难,电缆出现老化等等,若一旦发生严重热故障,无法在第一时间采取有效措施,则对煤炭运输、运输货物等造成很大影响。针对以上问题,本文提出了分布式光纤测温系统在港口变电站中的实现。分布式光纤测温系统是一种实时、在线、多点温度的测量系统。该系统以光时域反射原理和光纤后向拉曼散射温敏效应为理论基础进行了深入研究。1、详细分析了分布式光纤测温系统的拉曼散射传感原理。2、通过理论分析,对该系统做出了设计方案,测温系统由传感光纤或光缆、测温仪主机、工业控制计算机、系统软件及其他附属设备构成,其中,在预警或是报警时起到关键作用的核心部件是测温仪主机和软件系统。3、在系统开发过程中,本文釆用模块化的设计思想,保证软件的可维护性,对系统用户管理、历史数据查询、信号报警等模块进行了流程说明。4、本系统为实时在线监测系统,不仅实时监测,而且需要长期在线运行,文章给出了硬件安装设计以及安装过程注意事项,保证系统安全可靠的实行。5、面对产生的光噪声,阐述了系统中存在的随机噪声可以通过累加平均算法得到极大程度的抑制,并且提出了一种新的去噪算法来消除瑞利光噪声的影响。本系统经过港口变电站的实际应用,本系统确实达到了在线监测的目的,验证了系统的稳定性和可靠性的实用价值。

关键词：分布式光纤测温电缆热故障拉曼散射在线监测