基于布里渊光时域分析的长输油气管线传感检测技术研究

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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已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：僻日期：趁五垒：!墨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

2、、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：导师签名：日期：砭!!：鱼：!堡日期：≯圳·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：基于布里渊光时域分析的长输油气管线传感检测技术研究物理电子学张嘉庆(签名)贾振安(签名)摘要分布式光纤传感器有传统传感器不具备的体积小、重量轻、抗干扰性强、灵敏度高等特点，并且可以组成二维或三维的传感网络，能够检测大规模、长距离结构的健康状况。基于布里渊光时域分析的分布式光纤传感技术拥有一般光纤传

3、感器的一系列优点，并且可实现高精度、高空间分辩率和实时动态的分布式检测。文章介绍了布里渊光时域分析(BOTDA)的国内外研究现状，分析了受激布里渊散射机理，推导了布里渊频移与温度和应变的函数关系。进行了温度和应变实验，分别得到1MHz／℃的温度灵敏度和0．03MHz／N应变灵敏度。根据大型结构全尺度分布式高精度温度测量要求，组合应用布里渊时域分析(BOTDA)技术和光纤布拉格光栅(FBG)温度传感技术，设计了一种由BOTDA分析仪、FBG解调仪、共线传感探头和光开关组成的温度传感测试系统。实验测试证明，该系统具备大范围分布式温度测量与局部高精度温度测量功能，而且实现了BOTDA测温技术与

4、FBG温度传感技术的有效互补，解决了测量范围和测量精度的矛盾问题，并且具有良好的温度重复性，达到了预期的设计要求。根据输油管线小规模、高精度泄漏检测要求，设计了一种以原油敏感材料为基底的应变传感光缆，并建立了布里渊频移对光缆局部应变的响应模型，用于发现并定位漏油事件。通过组建的模拟实验系统，利用BOTDA对漏油导致的布里渊频移进行分布式检测，在15min内准确定位了小规模漏油，并且在1．714km的长度上实现了lm的空间分辨率和0．1m的定位误差。利用Windows平台基于MFC类库开发的工具Waveshow编写了一个预警软件，可对超出设定阈值的点进行报警，并且对故障点进行定位，达到预警

5、的目的。关键字：光纤传感器布里渊光时域分析油气管线论文类型：应用研究本论文得到了国家“863”计划项目(2009AA062203)；教育部科技创新工程重大项目培育资金项目(708087)；陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项项目(2009ZDKG．42)；陕西省教育厅项目(2010JS037)；陕西省自然科学基金项目(2011JM8028)；陕西省教育厅项目(2011JS050)；陕西省自然科学基础研究计划项目(2012JQ8015)资助。英文摘要Subject：Long-distanceoilandgaspipelinessensingtechniquebasedonBrill

6、ouinopticaltimedomamanalysisSpeciality：Name：Instructor：么们—／ABSTRACTThedistributedfibersensordiffersfromtraditionalsensor,anditcharacterizedbyitssmallsize，lightweight，strongeranti—interference，highersensitivity．Thedistributedfibersensorcanbeformedastwodimensionalorthreedimensionalsensornetworkandi

7、tCanalsotestthenormalcondlitionofthelarge—scaleandlong—distancestructure．AccordingtothetimedomainanalysisofBfillomn(BOTDA)，thedistributedopticalfibersensingtechnologyhasmanyadvantagesofthegeneralfiberopticsensorandachi