分布式光纤传感器在管道泄漏监测中的应用

提出了一种利用分布式光纤传感器对输送管道泄漏进行实时监测的技术．输送管道发生泄漏、管道附近的机械施工和人为破坏等事件产生的振动、压力或温度变化信号作用于光纤时，光波在光纤中传输时产生的损耗具有不同的信号特征．分布式光纤传感器可以同时获取损耗的空间分布及其随时间的变化．在入射端利用光时域反射技术和在输出端利用光功率检测，可实现光纤上各点静态与动态损耗的测量和定位．计算机通过对数据进行分析和融合，根据信号特征判断并淮确定位管道泄漏等事件的发生，提高压力管道的监测水平．     

基于光频域反射技术的表面粘贴分布式光纤传感器应变传递特性分析与试验

分布式光纤传感器由多层结构组成,用于测量土木工程构筑物表面变形时,光纤与结构基体间存在一个应变传递过程。为了揭示表面粘贴分布式光纤传感器应变传递特性规律,结合经典的剪滞理论,分析光纤在不同粘贴长度和中间层参数下,低应变传递系数区段的范围与变化。通过室内试验,在PVC管表面紧邻并行粘贴两条光纤,采用基于光频域反射(optical frequency domain reflectometer,OFDR)的分布式光纤感测技术测量光纤在管中部受不同集中荷载下的应变,得到应变传递系数分布及变化。结果表明:在不同荷载下,OFDR实测光纤应变传递系数的分布规律具有一致性,符合理论分析,研究成果对分布式光纤传感器应用于结构表面变形的检测与监测工作具有一定的指导意义。     

基于动态光散射法测量量子点粒径的实验方法

动态光散射技术是进行纳米及亚微米颗粒粒径测量的一种有效方法.通过对量子点特性和动态光散射系统的分析,提出了一种基于动态光散射测量量子点粒径的实验方法,构建实验装置并进行测量与分析.通过CONTIN算法反演量子点粒径,并与电子显微镜和粒径公式得到的粒径数据进行比较,证明动态光散射法是测量量子点粒径的一种有效的方法,为量子点光学特性的快速分析提供了一种新的途径.     

矿粉与水泥的密堆及其对矿渣水泥的性能影响

将一系列经超细粉磨处理的矿渣微粉以不同比例与一定细度的水泥进行匹配 ,制成一系列矿渣水泥试样 ;根据Dinger Funk的数学模型得出粉体最佳颗粒群分布 (即堆积密度达最大的分布 ) ;通过水泥与矿粉的激光粒度检测结果 ,计算各矿渣水泥的实际颗粒群分布 ;运用灰色关联分析原理 ,考察各矿渣水泥试样的颗粒群分布与Dinger Funk最紧密堆积颗粒群分布的相关性 ;对各矿渣水泥进行标准稠度用水量以及硬化浆体的孔隙率等测定 .结果证明 :当矿渣水泥颗粒分布与最紧密堆积的关联度较高时 ,相应的矿渣水泥标准稠度用水量较少 ,硬化浆体孔隙率较低 ,胶砂强度较高 .     

Analysis of stimulated Brillouin scattering in multi-mode fiber by numerical solution

Stimulated Brillouin scattering in optical fibers is described by a theoretical model and numerical analysis. The results showed that, for an optical fiber pumped by a laser beam with ns-order-pulse width and kW-order peak-power, SBS reflectivity tends to saturate when the fiber length exceeds a limit, named “effective fiber length“. Using small core-diameter and long enough fiber, the SBS reflectivity level could be raised but is limited by optical damage of the entrance surface of the fiber. Therefore, just a small dynamic range can be obtained.     

布里渊光时域反射技术应用于模型实验测试的研究

布里渊光时域反射技术凭借其体积小、结构效应低、数据采集效率高等优点在模型试验中应用具有较大的优势.针对布里渊光时域反射技术(Brillouin optical time-domain reflectometer,BOTDR)应用于模型试验中存在距离分辨率相对较大的问题设计了试验,考虑光纤位置约束影响因素定义光纤空间密度,研究光纤布设长度、类型、植入密度对测试结果的影响.研究结果表明:当试块内部传感光纤长度小于其应变采集仪的距离分辨率时,监测到的结果很难反映应试块实际应变情况;当试块内部光纤长度大于光纤应变采集仪分辨率时,随着试块内部光纤长度的增加,相对应变离散度逐渐降低,但同时也受到光纤布设方式的影响;随着光纤植入长度的增大和光纤空间密度的增大,试块开裂荷载呈现出先增大后减小的趋势.     

激光粒度测试技术的应用

对采用激光粒度仪进行粒度测试技术进行了分析,包括分析参数的设置、样品的分散与采集、标样的准备以及其它可能影响测试结果的因素等,为在颗粒的测试和表征过程中得到比较准确的粒度分布数据提供了依据.     

单帧单曝光图像法对粉雾剂粉末模型分散效果的研究

利用单帧单曝光图像法(SFSEI),从相互垂直的2个方向分别对不同流量的气流分散作用下的粉雾剂粉末模型的分散粒径(及粒径分布)和颗粒速度(及速度分布)进行测量;将结果与激光衍射法、数值模拟法进行比较;分析了SFSEI法在粉雾剂分散效果测量中的适用性。研究结果表明:实验中颗粒统计数量在750以上时,所得平均粒径和平均速度结果无明显差异;对于实验条件和流道结构,竖直方向拍摄比水平方向拍摄得到的结果更接近激光衍射法和数值模拟的结果;同时,颗粒速度的测量会受粒径大小的影响。使用SFSEI方法时应尽可能减少离焦颗粒比例以提高测量精度,在气体流量较低的情况下更易于实现较高的测量准确性。     

A distributed optical fiber bi-directional strain-displacement sensor

Abstract A distributed optical fiber strain-displacement sensor is developed, which consists of an optical fiber gauge of strain-dis-placement and an optical time domain reflectometer (OTDR). The operational principle is the modulation of fiber loss in OTDR, i. e. thestrain and displacement in monitoring position are obtained from the bending loss of optical fiber bonded on the optical fiber gauge of strain-displacement. After examining the strain and displacement in the cantilever and the micro displacement rack respectively, the result indi-cates that the distributed optical fiber gauge of strain-displacement can monitor strains or displacements in different sensitive lengths. Thekey technique for measuring bi-directional strain-displacement is the pretreatment of bending of the freely suspended optical fibers, whichcan be identified with OTDR by inserting time delay optical fiber.     

油气水三相流截面相份额光纤探针／电导探针组合测量技术

将光纤探针和电导探针应用于油气水三相流截面相份额的测量中，提出了油气水三相流动截面相份额光纤探针／电导探针的组合测量技术，并用这种技术成功地测量了垂直升管内油气水三相流动的局部和平均截面相份额，试验表明，这种技术具有简单易行、响应快、精度高等优点，是测量油气水三相流动局部截面相份额和平均截面相份额的一种有效方法。     

光纤数值孔径的自动测量

本文介绍的测量装置采用TP801单板机控制检测器转盘,可自动进行角度扫描,描绘远场光分布曲线;同时可对测出的数据进行处理,计算数值孔径,并在单板机上显示。     

纯水相SEC法分离水溶性小金纳米簇的研究

以纯水为流动相,用PL aquagel-OH 40色谱柱与自动馏分收集器,在Agilent 1100高效液相色谱仪上,对巯基丁二酸(MSA)单层包裹的粒径约1-5 nm的水溶性小金纳米簇进行尺寸排阻色谱(SEC)分离,环境友好,操作简便,重现性好.TEM表征和粒径统计分析表明:在不同洗脱时间收集的金纳米簇馏分与相应的原始样品相比其粒径分布均得到改善,尺寸分布明显窄化.金纳米簇在所用色谱柱上的分离主要按尺寸排阻机制进行.     

粒度分布对赤铁矿浮选的影响

以赤铁矿为研究对象,通过浮选试验、扩展的DLVO(EDLVO)理论和凝聚动力学研究了粒度分布(粒径小于18μm的微细粒比例)对赤铁矿浮选的影响.浮选结果表明赤铁矿的浮选回收率与粒度的大小和分布有关,粗粒(粒径大于18μm)赤铁矿的粒度较大时或粒度分布均衡时(微细粒与粗粒含量接近)浮选回收率较高.EDLVO理论计算表明微细粒赤铁矿与粗粒赤铁矿之间存在吸引力,且吸引力的大小与粗粒粒度正相关;凝聚动力学分析表明粒度分布均衡时颗粒间的凝聚速率较大.这是粒度分布对赤铁矿的浮选回收率产生影响的主要原因.     

拉曼光纤放大器噪声特性分析

分析了N信道密集波分复用系统采用拉曼光纤放大器时信道的噪声特性.利用非线性耦合波理论方程,推导出了噪声指数的表达式.应用数值分析法,得到了噪声指数与光纤长度、泵浦功率等的关系,并引入了噪声指数的极值.结果表明,光纤和信号功率一定时,噪声指数主要受光纤长度和泵浦光功率的影响,适当改变泵浦光功率对改善噪声性能有积极意义.     

OTDR测试盲区的研究与应用

文章介绍了光时域反射计(OTDR)测试盲区的指标定义和产生机理,提出了利用窄脉冲、宽带宽、程控滤波和衰减等技术减小测试盲区的解决办法。结果表明,运用这些方法和高速采样技术对现有产品改进后,实现了3m的测试事件盲区,满足了光纤器件和光纤局域网的小盲区测试。     

基于BOTDR的分布式光纤测斜管研发与应用

深层水平位移是基坑工程安全监控的重要监测指标,通常采用测斜管进行监测,确保基坑的安全与稳定。为了提高测斜管监测结果的精度与自动化程度,弥补传统监测手段的局限与不足,从基于布里渊光时域反射计(BOTDR)光纤监测技术原理和特点出发,研发了一种基于BOTDR技术的分布式光纤测斜管,详细介绍了其制作方法与施工工艺,通过现场基坑测试,获得了分布式光纤测斜管的应变信息,并通过数据分析获得了基坑深层水平位移变化。结果表明:基于BOTDR技术的分布式光纤测斜管能够准确地反映基坑的变形情况,具有很好的工程适用性,且与传统监测手段相比,具有测量精度高、数据采集全面、监测方便、能够实时监测等优点,在基坑工程的变形监测中具有显著的优越性和推广价值。     

Soft Sensing of Overflow Particle Size Distributions in Hydrocyclones Using a Combined Method

Precise, real-time measurements of overflow particle size distributions in hydrocyclones are necessary for accurate control of the comminution circuits. Soft sensing measurements provide real-time, flexible, and low-cost measurements appropriate for the overflow particle size distributions in hydrocyclones. Three soft sensing methods were investigated for measuring the overflow particle size distributions in hydrocyclones. Simulations show that these methods have various advantages and disadvantages. Optimal Bayesian estimation fusion was then used to combine three methods with the fusion parameters determined according to the performance of each method with validation samples. The combined method compensates for the disadvantages of each method for more precise measurements. Simulations using real operating data show that the absolute root mean square measurement error of the combined method was always about 2% and the method provides the necessary accuracy for beneficiation plants.     

Behaviors of different inhibitors during secondary recrystallization of a grain-orientated silicon steel

The behaviors of different inhibitors including their composition, size, distribution, coalescence and coarsening were experimentally studied. It was observed that during secondary recrystallization of the tested steel, the key inhibition effect was produced by Cu₂S and AlN, but not MnS. With the increase of temperature, the size distributions of AlN and Cu₂S were changed to some extent. However, significant changes in particle size were not observed. The initial temperature of abnormal growth was determined by measuring the evolution of particle sizes and their distribution density during heat treatment. AlN and Cu₂S are the dominant inhibitors and both are necessary, which is verified by calculating the Zener factor.     

储层粒度神经网络预测模型研究

国内外多年的研究表明,储层粒度特征值（d50）、非均质系数（d40=d90）是防砂设计的基础。常规获取粒度分布 范围的方法主要有激光粒度测试法（LDA）与筛析法（SA）,两种方法均需要通过岩芯粒度测试来获取数据,而在制定 开发井的完井防砂措施时往往没有实际开采层位的岩芯,只能参照探井粒度数据进行设计,从而导致较大的误差。针 对该问题,从测井的角度出发,开展了储层粒度与多种测井曲线的响应关系的研究,采用神经网络技术,建立了探井伽 马、密度测井项与实测粒度特征值三者样本库,训练出满足工程需要的学习网络,进而结合开发井测井资料,获得了整 个粒度纵向分布剖面,为防砂分层设计提供准确的基础数据支撑。目前,该方法在中国海上多个油田的分层防砂优化 设计中获得了成功应用,预测误差可控制在10% 以内。     

全散射法测量颗粒粒径分布技术的进展

本文介绍了国内外光学全散射法测粒技术的发展过程、存在的主要问题,提出一改进后的新方法:用多波长全散射法测量颗粒粒径分布。该方法不仅可消除全散射法测量结果有多值性的缺陷,而且可以直接获得颗粒的粒径分布,测试粒径范围也有所扩充(0.03～8μm)。文章还给出了用独立及非独立模式的两种算法,求解粒径分布的数值模拟结果以及对聚苯乙烯标准颗粒的实测结果。计算和实测的结果令人满意。