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分布式光纤测温系统

      分布式光纤测温系统的原理是利用OTDR光时域反射原理和喇曼散射原理设计而成。测温主机在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲,它在光纤中传输的同时不断产生后向散射光波,这些后向散射光波的状态受到所在光纤散射点的温度影响而有所改变,将散射回来的光波经检测解调后,送入信号处理系统便可将温度信号实时显示出来。

分布式光纤测应变及温度系统

       分布式光纤测应变及测温系统包括两台激光器(一台连续光,一台脉冲光)分别从同一根被测光纤的两端输入。当两台激光器的频率差与光纤的布里渊频率相同时,两束激光在光纤内部发生强相互作用并增强光纤中已产生的声波(声子),使得布里渊信号容易定位检测。沿光纤测量应变和温度时,通常需要扫描频差(拍频)绘出布里渊频谱,通过分析该频谱以获得应变和温度信息。

分布式光纤测振动系统

      分布式光纤振动在线监测系统基于相位敏感光时域反射计的工作原理,以光纤作为信号传输介质及信号传感介质,持续采集外界振动信号,具有分布式、高灵敏度、高空间分辨率监测范围广的优点,在光缆沿线振动方面极具潜力。在光纤沿线上所发生的振动位置由于弹光效应,相应位置的折射率将发生变化。这将导致该处光相位发生变化。相位的变化将引起后向瑞利散射光光强发生变化。

     还有一种振动监测系统是基于相位调制型的,这种系统应用范围有限,其空间分辨率不高,但其探测距离比较长。

(例)光纤光栅温度监测应用

     光纤光栅测温系统是利用光纤材料的光敏性在光纤纤芯形成的空间相位光栅来进行测温的,光栅光纤传感器的传感过程是通过外界参量对布拉格光栅中心波长的调制来获取信息,是一种波长调制型光纤传感器。在科研和工程技术中,有许多场合需要确定温度的分布,在大型电力变压器内部的温度场分布,桥梁、大坝、仓库、大型建筑、隧道、高压容器、航天器机身等的温度分布。电子、冶金、化工等许多行业的生产中,也都需要对多个温度点同时进行监控,如测量存储易燃、易爆或其它物质的大型存储罐的温度分布,结构复杂的大型设备以及回转设备的温度分布等。传统的电子温度传感器不能工作在强电磁环境中,也不宜在易燃、易爆环境或腐蚀性环境中工作,对于传统电子温度传感器实现温度的测量还存在难于安装、难于布线、难于维护的问题。

光纤光栅监测系统

       光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种,基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息,是一种波长调制型光纤传感器。这些传感器主要包括光纤光栅应变传感器、温度传感器、加速度传感器、位移传感器、压力传感器、沉降传感器、倾斜传感器等等,可测量温度、压强、应变、应力、流量、流速、电流、电压、液位、液体浓度、气体组成成分等等。

(例)光纤光栅振动监测应用

        光纤光栅机械振动监测系统通过对传感器返回的实时振动信号做快速解调,从而实现了振动频率、加速度、振幅等多参数在线监测与远程传输,同时提供了完善的数据分析与显示功能。该系统可有效应用于各类发电机、煤矿通风机等机械设备的振动监测中,为机械设备的故障诊断提供了系统支持。

激光光谱物质分析检测仪器

        该光谱分析仪器,使用高能激光脉冲在被分析材料表面形成高强度等离子体,采集光谱进行分析。该仪器具有测量速度快、实时性好、多元素同时分析、安全性好、可遥测。

    通过利用高能脉冲激光器、快速光谱仪等等部件可以进行分析元素周期表中几乎所有的元素,对分析对象表面的破坏只有微米量级(在工业中可以认为是无损检测),同时还具有分析速度快、测量精度高、灵敏度高、可多元素同时测量、抗污染、无辐射、成本低及安装简易等特点,并且由于激光具有独一无二的高相干性和高方向性,因此该技术可以作为对各种矿产物质(包括各种粉末颗粒元素含量分析)中各种目标元素含量进行快速检测的最佳选择。其特点就是:可以进行遥测,可以同时进行多元素光谱分析,系统响应时间快(30秒以内),准确率高,精度高,样品可进行现场分析,无需事先进行萃取和制备。

    应用领域:主要应用于发电电厂、煤炭品质分析、勘探、冶金、地质、环保等等行业物质元素的分析。

    其中一个主要方向预计用于开发出适用于地质勘探开发及矿产物质搜寻等现场环境中应用的、基于该激光技术的激光在线遥测设备,以减少污染排放,提高样品分析质量。测量过程简便快捷:传统分析法工序复杂且耗时长,无法满足工业控制的时效性;光信息测量技术具有分析简便、快速,无须烦琐的样品前处理过程;对样品尺寸、形状及物理性质要求不严格,可分析不规则样品。

    可分析导体、非导体材料,以及难熔材料;可测定固态样品。


激光光谱气体分析检测仪器

     在光的照射下,气体吸收光能后在不产生发光及光化学反应而被激发到高能态,在退激过程中主要为无辐射跃迁,气体吸收光转化为热能,气体的内能增加导致热膨胀。若入射光的强度被调制,由此产生随时间变化的弹性应力波即光声信号,该光谱仪就是通过测定这种声波来获得物质的光学和热学信息的一种检测方法,同时也获得了光与物质相互作用的特性。

     共由激光模块等四部分组成。其中,激光模块的数个工业级标准封装激光器的波长分别对应数种被探测气体,这几种能够代表被检气体特征的气体特征吸收谱线,数个光纤激光器的出射光束首先进入的光纤分束器,有一定能量的光(参考光)被送进参考模块的吸收池中,而其余能量的光(探测光)被送入光开关,并由光开关进行路径选择,被选择的激光束经过光纤耦合准直透镜准直后,通过耦合透镜被耦合进入探测模块的光学腔内,从光学腔出射的光经透镜汇聚在光电探测器上,产生的腔透射峰的鉴频信号被反馈到腔镜的某种特殊材料上,用以完成腔和激光频率之间的锁定。探测到的信号经过前置放大器后,被送入数据分析模块的某种放大器中进行解调,从而得出与气体浓度相关的二次谐波2f信号和直流DC信号,并最终得出浓度信息。

      特点:精度非常高,可以同时检测多种气体成分,可检测气体的种类可以任意方便的进行调整和设置,系统动态响应速度快,无需标定,设备体积小,功耗低,技术后期拓展空间大、还可进行远程非接触测量,特别适合应用于恶劣环境中的远程分析,可进行原位微区分析,该仪器适应环境能力很强。

      应用领域:主要应用于石油石化、化工行业、冶金行业、环保领域、医疗设备、煤炭行业和电力行业的微量多组分气体检测。

      

超声导波检测

       超声导波用于检测管道的金属损失及缺陷是一种新的无损检测(NDT)技术。由于超声导波具有检测效率高、一次检测覆盖范围较大、速度快和可检测整个管壁的优点,在管道的较长距离快速检测和性能评价等方面受到国内外无损检测界的极大关注。

       该设备在国内已经开始逐步应用于石油石化、电厂、冶金等各种口径金属管道的检测。

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