应用在油气管线的光纤光栅温度压力传感系统

禹大宽; 乔学光; 贾振安; 傅海威; 赵大壮; 王敏

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

应用在油气管线的光纤光栅温度压力传感系统

禹大宽 , 乔学光 , 贾振安 , 傅海威 , 赵大壮 , 王敏

文章导航 > 激光技术 > 2007 > 31(1): 12-14,43

引用本文:

Citation:

应用在油气管线的光纤光栅温度压力传感系统

1.
西安石油大学, 陕西省光电传感测井重点实验室, 西安, 710065

作者简介: 禹大宽(1980- ),男,硕士,主要从事光纤传感及通信技术的研究..

通讯作者: 乔学光, qiaoxueguang@xsyu.edu.cn ;

基金项目:
国家八六三计划资助项目(2002AA313150);国家自然科学基金资助项目(60177028);陕西省科技攻关资助项目(2003K05-G23);陕西省教育厅资助项目(02JK158)
中图分类号: TN253

The fiber Bragg grating temperature and pressure sensing system applied in oil pipeline

1.
Shanxi Key Laboratory of Photoelectric Sensing Logging, Xi'an Shiyou University, Xi'an 710065, China

Corresponding author: QIAO Xue-guang, qiaoxueguang@xsyu.edu.cn ;

CLC number: TN253

摘要: 为了提高光纤光栅的温度和压力灵敏度系数以满足实用化对灵敏度精度的要求,对光纤光栅进行封装设计。得到封装后的光纤光栅温度和压力灵敏度系数分别为0.052nm/℃和0.8208nm/MPa,分别为裸光栅的5倍和273倍,且传感器的温度和压力响应与光栅反射波长成良好的线性关系。通过半个月的油气管线现场实验,测得光纤光栅温度压力传感器与油气管线的电类传感器的测量值符合得特别好,该温度和压力传感系统满足了温度和压力的实时测量。
- 光纤光学 /
- 光纤布喇格光栅 /
- 温度传感 /
- 压力传感 /
- 封装技术
Abstract: To improve the sensitivity of temperature sensor and pressure sensor so that they are applicable,the fiber Bragg grating(FBG) temperature sensor and FBG pressure sensor are encapsulated.The temperature sensitivity of the FBG temperature sensor is(0.052nm/℃) and the pressure sensitivity of the FBG pressure sensor is 0.8208nm/MPa from the experimental results.The temperature sensitivity and pressure sensitivity is 5.2 times and 273 times of that of bare FBG.The temperature and pressure response curve of FBG sensor is linear with reflective wavelength of FBG.After the FBG sensing system is used to detect the temperature and pressure of oil in pipeline about half month,the experimental results are consistent with those of electric sensor.The FBG sensing system can be used in pipeline on-line measurement.
- fiber optics /
- fiber Bragg grating /
- temperature sensing /
- pressure sensing /
- encapsulation technology

[1]	JIA Zh A,QIAO X G,LI M et al.The influence of temperature on reflected wavelength shift of fiber Bragg gratings[J].Laser Technology,2004,28 (3):309～311 (in Chinese).
[2]	XIE F,ZHANG Sh L,LI Y et al.Study on the reflected wavelength shift based on sensing elements of in-fiber Bragg gratings[J].Laser Technology,2002,26(2):84～86(in Chinese).
[3]	ZHANG W G,KAI G Y,DONG X Y et al.Theoreretical and experimental study of fiber grating multi-point sensing[J].Acta Optica Sinica,2004,24 (3):330～336 (in Chinese).
[4]	GAO J Q,SHI B,ZHANG W et al.Application of distributed fiber optic sensor to bridge and pavement health monitoring[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2005,25 (1):14～19(in Chinese).
[5]	XIA Y Y,RUI R,LIANG L et al.An attempt of embedding fiber optic Bragg grating sensors in freeway foundation to detect the pore-water pressure[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2005,27(2):162～166(in Chinese).
[6]	XIN S J,FAN W P.Research on durability detecting of high performance concrete structure with fiber grating sensor[J].Journal of Wuhan University of Technology,2005,27 (6):32～34 (in Chinese).
[7]	LIAO Y B.Fiber of optics[M].Beijing:Tsinghua University Press,2000.198～204(in Chinese).
[8]	FU H W,FU J M,QIAO X G et al.Study about the stress sensitivity enhancement of fiber Bragg gratings[J].Laser Technology,2005,29(2):159～161 (in Chinese).
[9]	WANG L B,ZHANG B M,WANG D F et al.A kind of fiber Bragg grating strain sensor with jacket[J].Laser Technology,2002,26 (5):385～387(in Chinese).
[10]	SUN A,QIAO X G,JIA Zh A et al.Temperature and pressure responsive characteristics of polymer packaged fiber Bragg grating with large dynamic range[J].Chinese Journal of Lasers,2005,32 (2):224～227 (in Chinese).

[1]	张敏 , 刘敏 , 孙世红 , 马玲芳 , 贺冯良 . 光子带隙型光子晶体光纤温度传感特性分析. 激光技术, 2012, 36(2): 204-207. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.015
[2]	罗进 , 江山 , 熊岩 . 基于边缘滤波法的光纤光栅振动传感器解调技术. 激光技术, 2013, 37(4): 469-472. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.04.012
[3]	陈世哲 , 吕京生 , 王晓燕 , 赵力 , 赵维杰 . 光纤布喇格光栅海水温度深度检测系统研究. 激光技术, 2010, 34(5): 581-583. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.002
[4]	郭明金 , 姜德生 , 袁宏才 , 干维国 . 两种不同膜片的光纤光栅压力传感器的研究. 激光技术, 2005, 29(6): 611-614.
[5]	黄沛 , 曹建林 , 宋宁 . 光纤布喇格光栅动态响应特性的计算和分析. 激光技术, 2008, 32(6): 651-654.
[6]	应祥岳 , 徐铁峰 . 高斯拟合提高光纤布喇格光栅波长检测精度. 激光技术, 2009, 33(3): 323-325.
[7]	刘玉敏 , 俞重远 , 杨红波 , 张晓光 . 光纤布喇格光栅非线性特性的研究. 激光技术, 2006, 30(1): 101-103,106.
[8]	桑新柱 , 余重秀 , 王葵如 , 吕乃光 . 光纤布喇格光栅中布喇格孤子传输的稳定性分析. 激光技术, 2006, 30(4): 363-365.
[9]	傅海威 , 傅君眉 , 乔学光 , 贾振安 . 光纤布喇格光栅应力增敏理论研究. 激光技术, 2005, 29(2): 159-161.
[10]	李国水 , 李青 , 陈哲敏 . 白光干涉法测量光纤布喇格光栅反射谱. 激光技术, 2013, 37(1): 20-23. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.O1.005
[11]	刘洋 , 王蓟 , 赵崇光 , 张亮 , 王立军 . 自制宽带光源及其在光纤光栅制作中的应用. 激光技术, 2006, 30(4): 392-394.
[12]	王建颖 , 刘智超 , 林雪竹 , 侯茂盛 , 李丽娟 . 用于数字化标定的光纤光栅应变检测系统. 激光技术, 2020, 44(5): 570-574. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.05.008
[13]	周广丽 , 鄂书林 , 邓文渊 . 基于弯曲损耗的光纤温度传感器. 激光技术, 2009, 33(1): 46-49.
[14]	李虎 , 郭子龙 , 杨文婷 , 张军英 . 空芯光纤多模干涉型光纤液位传感技术研究. 激光技术, 2022, 46(1): 120-124. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.01.012
[15]	朱虹茜 , 叶涛 , 张克非 . 光子晶体光纤高灵敏度压力传感特性研究. 激光技术, 2019, 43(4): 511-516. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.04.014
[16]	钱诗婷 , 廖秋雨 , 高翔 , 张克非 . 填充型增敏式光子晶体光纤压力传感器结构. 激光技术, 2021, 45(2): 224-228. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.02.017
[17]	王伟 , 张天阳 , 陈海滨 , 郭子龙 . 基于FPGA的光纤光栅温度传感器高速解调系统. 激光技术, 2018, 42(6): 849-853. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.06.023
[18]	刘婷 , 温芳芳 , 张静 , 李永倩 . 基于磁流体结构的光纤温度与磁场传感器. 激光技术, 2023, 47(4): 520-526. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.04.012
[19]	刘紫娟 , 李永倩 , 张立欣 , 范海军 . 基于光纤传感的形状传感发展研究. 激光技术, 2022, 46(6): 760-766. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.06.008
[20]	孙哲 , 郭子龙 , 李虎 , 康家雯 , 赵云楠 . 基于长周期光纤光栅的光纤液位传感器. 激光技术, 2023, 47(1): 41-45. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.01.006

点击查看大图

计量

文章访问数: 3644
HTML全文浏览量: 712
PDF下载量: 488
被引次数: 0

应用在油气管线的光纤光栅温度压力传感系统

通讯作者: 乔学光, qiaoxueguang@xsyu.edu.cn;

作者简介: 禹大宽(1980- ),男,硕士,主要从事光纤传感及通信技术的研究.

1. 西安石油大学, 陕西省光电传感测井重点实验室, 西安, 710065

收稿日期: 2005-12-15
录用日期: 2006-02-15
网络出版日期: 2007-02-25

基金项目: 国家八六三计划资助项目(2002AA313150);国家自然科学基金资助项目(60177028);陕西省科技攻关资助项目(2003K05-G23);陕西省教育厅资助项目(02JK158)

关键词:

摘要: 为了提高光纤光栅的温度和压力灵敏度系数以满足实用化对灵敏度精度的要求,对光纤光栅进行封装设计。得到封装后的光纤光栅温度和压力灵敏度系数分别为0.052nm/℃和0.8208nm/MPa,分别为裸光栅的5倍和273倍,且传感器的温度和压力响应与光栅反射波长成良好的线性关系。通过半个月的油气管线现场实验,测得光纤光栅温度压力传感器与油气管线的电类传感器的测量值符合得特别好,该温度和压力传感系统满足了温度和压力的实时测量。