基于光纤布里渊散射的温度应变传感理论与技术研究

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1、学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：丕挺匦日期：2啦厶。11学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论

2、文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：—遗导师签名：娄锰幺√日期：超f生』。!z日凝：z壁￡丝：芒。f‘乡’f牟爵／·注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出(含解密年限等)。中文摘要论文题目：专业：硕士生：指导教师：基于光纤布里渊散射的温度应变传感理论与技术两物理电子学张童(签名)贾振安(签名)刘颖刚(签名)IIIIIIIIIIIIIIIIIIY2619425摘要

3、与传统传感器相比，分布式光纤传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰性强、检测距离长、体积小、重量轻、可以组成二维或三维的传感网络等优点，因此广泛应用在基于温度、应变的结构健康监测中。基于光纤布里渊光时域分析的分布式传感技术不仅拥有光纤传感器的优点，而且可以实现高精度、高空间分辩率的实时在线监测。文章概述了国内外布里渊光时域分析(BOTDA)的研究现状及发展趋势，介绍了布里渊散射机理，并对布里渊频移与温度和应变的函数关系进行了理论推导，进行了相关的温度和应变实验研究，温度灵敏度为1．0012MHz／℃、应变灵敏度为0．03MHz／N。利用裸纤、

4、普通测温光纤进行测温实验，发现测温光纤的保护层厚度影响了其测温的精度；裸纤直接测温的精度较高，但也易受外界影响，且易断，故改进光纤的保护层可以提高其测温精度。本文提出一种将导热硅脂涂敷在光纤上进行测温试验的方法，提高了温度测量的准确性。为了满足小规模、高精度的输油管线泄露监测要求，进一步提高输油管线监测技术，本文以布里渊光时域分析(BOTDA)原理为理论基础，利用原油敏感材料为基底制作应变传感光缆，构建了局部应变的响应模型并进行模拟实验。实验结果表明：该系统可快速准确地发现并定位小规模漏油，其中一号传感光缆在9分钟内准确定位，在1．7

5、0km长的光纤上实现了的空间分辨率为lm、定位误差为0．1m。关键字：光纤传感器BOTDA分布式油气管线论文类型：应用研究该文得到国家高科技术研究发展计划(863计划)(批准号：2009AA062203)、国家自然科学基金(批准号：61275088、61077060、61240028)、陕西省教育厅重点实验室科研计划项目(批准号：12JS077)的资助。II英文摘要Subject：ResearchonTheoryandTechnologyofTemperatureandStrainSensorSystemBasedonOpticalF

6、iberBrillouinScatteringIⅡstr眦tor_LiuYiⅡ翳舳g(signature尬嗍ABSrl’RAC’l’Comparedwithtraditionalsensors，distributedfibersensorwithhighersensitivity,strongeranti—electromagneticinterference，longerdistancedetection，smallsize，lightweight，Canbecomposedoftwo—dimensionalorthree·dime

7、nsionalsensornetworks．Itiswidelyusedinstructuralhealthmonitoringbasedontemperatureandstrain．DistributedopticalfibersensingtechnologybasedonBrillouinopticaltimedomainanalysisnotonlyhastheadvantagesoffiberopticsensors，andcanachievehigh—precision，highspatialresolution，real

8、—timeonlinemonitoring．ItsummarizestheresearchstatusanddevelopmenttrendonBrillouinopticaltimedomainanalysis(BOT