布里渊应力监测系统（OZ光学公司）

2 性能参数 性 能 型号 ForesightTM　系列 DSTS-F-1/2-1 DSTS-F-1/2-0.1 DSTS-R-1/2-1 DSTS-R-1/2-0.1 采样频道 1 or 2 配置 标准配置为BOTDA回路系统，但单端BOTDR系统根据用户要求也可加入 监测范围 100 公里往返 空间分辨率 1米到50米 0.1米到50米 1米到50米 0.1米到50米 空间检测精度 低至5厘米 动态范围 30 dB 25 dB 30 dB 25 dB 空间监测点 每米20点 温度监测范围 -270°C到+800°C（取决于传感光纤） 应变监测范围 -2%（压缩）到 +3%（拉伸）（取决于传感光纤材料） 温度分辨率 0.005°C* 温度测量精度(2s) ±0.1°C (对BOTDA而言，全部的传感范围有效) 应变分辨率 0.1me* 应变测量精度(2s) ±2me (对BOTDA而言，全部的传感范围有效) 测量时间（全扫描） 低至1秒 平均均数 1到10，000次扫描 故障点监测 测量时间 1微秒 测量范围 100公里 同时测量应变 和温度 （采用专利 光缆） 温度分辨率 0.005°C* 温度精确度(2s) ±0.1°C (对BOTDA而言，全部的传感范围有效) 应变分辨率 0.1me* 应变精确度(2s) ±2me (对BOTDA而言，全部的传感范围有效) 监测范围 50公里 测量参数 应变和/或温度，布里渊频谱 监视器 SVGA 17寸彩色监视器 SVGA 17寸彩色监视器（选项） 通信接口 Ethernet端口,USB 输出信号 可通过TCP/IP,SPST,SSR续电器（选项）实现软件报警 数据存储 内置硬盘（80GB 或更大） 数据格式 数据库，字文件，MS制表和位图 光信号连接 FC-APC,E-2000 光波长 1550纳米波段（激光安全分类: 3B） 温度范围 0°C到40°C 电源 115或230VAC; 50-60Hz; 最大300W 尺寸(长 X 宽 X 高) 22 X 27 X 22(英寸)[560 X 690 X 560 (毫米)](可直接用于现场) 18.5 X 17 X 10.5(英寸)[470 X 430 X 270 (毫米)](手提坚硬外壳选项) 重量 < 60 千克 (包括适于现场监测环境的坚硬外壳) < 28 千克 特 性 测量模式 手动或自动无人测量 数据 测量分析，可选基线进行多种比较，测量趋势，图形 预警 自动触发报警，可配置报警设置（热度，变形等） 远程操作 可通过TCP/IP远程控制，配置和维护 实时监测 通过自动恢复和连续自检保证一天24小时连续运转 * 此值是根据激光差频不确定度5kHz以及光纤的温度和应变系数估算而得。 　　我公司的分布式应变和温度传感器提供中、英文界面，以方便不同客户 的要求。 第一代 第二代 � 　　表1提供了常用的光纤应变和温度传感技术的比较,以及每种类型的典型性能限度。 表1：光纤传感器典型特征 　 　　ＯＺ光学公司正在与主要的大学研究机构合作把新技术带入市场，通过提高性能和降低成本来拓展光纤分布式应变和温度传感器的市 场。如果想知道这些技术会给您带来何种好处，请与我们联系。 光纤分布式应变和温度传感器的主要应用　 　　光纤分布式应变和温度传感器已经有为数众多的应用。如前所述，运用布里渊散射机理的传感器系统，在高精度大范围的应用中有着 无可比拟的优势。与其他传感器技术不同，光纤分布式应变和温度传感器系统直接利用了安装在世界各地的数以百万计的通信光纤的经济 规模。如下表２所揭示的，光纤分布式应变和温度传感器最广泛的应用，确实是在大规模的线性或者空间尺度上。 表２：光纤分布式应变和温度传感器的应用 光纤分布式应变和温度传感器对油气管线监测的主要应用 　　一．对油气管道腐蚀的检测。当用油气管道对原油进行输送时，原油中的泥沙对油气管道的内壁磨损是不可避免的，油气中的化学成 分加速了对磨损的金属管壁的腐蚀。当管壁腐蚀到一定程度，油气管道中的内压就会导致薄壁处的爆裂。我公司光纤传感器项目技术主管 邹吕凡博士在他为第一作者的论文(见参考文献一)中报道了用光纤分布式应变和温度传感器成功地检测出管壁腐蚀面积小至1.3厘米 x 10 厘米、腐蚀深度为管壁的50%和60%的结构缺陷，并可以鉴别出它们的差别。 　　二．对油气管道屈曲的检测。由于油气管道埋于地下，并经常通过气候恶劣的地段。气候的变化无常引起地层的移动，增加了埋于地 下的油气管道随之移动的可能性。再则，过去的几十年间，石油和天然气管道的工作温度和内压急剧增加。这种变化，连同使用大口径管 道的趋势，已经增加了这些管道因更大的轴向载荷产生屈曲的机率。如果管道因为磨擦受到抑制而无法自由扩展，则管道将承受一个轴向 压缩载荷。如果由此而引起的管道施加在土被上的作用力超过了由于管道地下部分的重量、管道抗弯刚度和土被重量而产生的抑制力，则 管道将趋于移动，随之而来的是管道可能出现相当大的位移。管道移位将对轴向力沿管道进行再分布，这将导致管道的某些位置张力增 大，某些位置压力增大。同样地，这还会导致管道的弯曲增大。管道的弯曲增大将使得管道横截面的一半部分出现张应变，而另一半则出 现压应变。过大的张应变将导致管道断裂，尤其是在管道的焊缝处。大的压应变可能导致屈曲，通常伴随有皱纹，这些皱纹会因为材料疲 劳或过度屈服而破裂。邹吕凡博士在他为第一作者的另一篇论文（见参考文献二）中报道了用光纤分布式应变和温度传感器成功地预测出 油气管道屈曲将要发生的准确位置，随后发生的肉眼可见的油气管道屈曲与他的预测完全吻合。 　　三．对油气管道人为破坏的检测。这里针对两种可能情况，有两种不同的解决。第一种方案：由于油气管道短则几十公里，长则 数百、上千公里，因此通常是沿着管道纵向铺设一根或数根光纤。如果人为破坏处正好就在光纤所在处，光纤必然断裂。对于市场上已有 的光纤分布式应变和温度传感器，无论它是BOTDR技术还是BOTDA技术，对此它们都将无能为力。我公司的光纤分布式应变和温度传感器融 进了我们的另一项专利申请中的技术，这样我们就能准确地检测到油气管道的人为破坏处，测量时间仅为毫秒量级。第二种方案，如果人 为破坏处不在光纤所在处，光纤完好无损，这样光纤分布式应变和温度传感器仍能工作。油气管道人为破坏引起的油气泄漏，必然引起管 道应变和温度的微小变化。如上一、二所述，当采用我公司特有的精湛的光纤分布式应变和温度传感器（DSTS）技术，并结合我公司特有 的对应变和温度同时测量的专利申请中的光纤，这类问必将迎刃而解。 　　ＯＺ光学公司有强有力的研发团队，我们致力于对市场中的共同需求和个别要求提供解决方案和技术支持。如果上述内容中没有涵盖 您的监控应用，请告知您的要求，我们必将提供给您一个满意的解决方案和技术支持。 应用 应变 温度 根据OZ光学公司的合作者的要求可提供参考资料 桥梁监测 管道监测 过程控制 结构健康监测(混凝土及复合结构) 安全网 电力线 火警预报 裂纹探测 布拉格光栅 布里渊光时域反射仪 ForesightTM　系列传感器系统 应变测量精度 ±1me ±30me ±2me 空间分辨率 0.1米 1米 0.1米 长度范围 点式传感器 30公里 100公里 采集时间 10秒 约20分钟 低至1秒 光纤类型 许多光纤 单一光纤 环路 温度测量精度 ±0.4度 N/A ±0.1度 温度和应变同时测量 多根光纤 多根光纤 单一光纤 分布式 否 是 是