稠油热采中光纤传感技术的应用介绍

光纤传感测试系统具有良好的温度性能,在不影响原始温度场、压力场分布,及油田正常生产的情况下,可以实现实时多点温度、压力或连续的温度分布快速测量.尤其是光纤永久测量技术以其独特的安装方式,可以对水平井进行实时监测,解决以往水平井测量难的问题,从而实现直井、大斜度井、水平井的实时测试.本文主要介绍了光纤光栅传感技术、F-P腔传感技术、光纤分布测温技术,并就其技术原理、构建方法及其在某油田的应用情况进行了综合评述.     

稠油热采中光纤传感技术的应用介绍

光纤传感测试系统具有良好的温度性能,在不影响原始温度场、压力场分布,及油田正常生产的情况下,可以实现实时多点温度、压力或连续的温度分布快速测量。尤其是光纤永久测量技术以其独特的安装方式,可以对水平井进行实时监测,解决以往水平井测量难的问题,从而实现直井、大斜度井、水平井的实时测试。本文主要介绍了光纤光栅传感技术、F-P腔传感技术、光纤分布测温技术,并就其技术原理、构建方法及其在某油田的应用情况进行了综合评述。     

用于重大安全监测的光纤传感系统及技术

从军用走向民用的光纤传感技术光纤传感技术是伴随着光导纤维和光纤通信技术发展而另辟新径的一种崭新的传感技术。光纤传感具有抗电磁干扰、灵敏度高、安全可靠、耐腐蚀、可进行分布式测量、便于组网等诸多优点,是近年来国际上发展最快的高科技应用技术。光纤传感技术的应用已     

氢气传感器研究的进展与展望

发展氢能产业对于构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系,实现“双碳”目标和经济高质量发展有着重要意义.氢的安全使用问题一直备受关注.氢气传感器可以快速准确地测量氢气浓度,有效预防氢气在生产、存储、运输和使用等过程的泄漏、爆炸等安全问题.氢气传感器按原理可以分为催化型、电学型、光纤型、声学型等几种类型.其中,催化型和电学型氢气传感技术已经发展成熟并实现了商业化.近些年,随着氢能的推广应用和物联网技术的高速发展,对氢气传感器在安全性、远程监控及分布式测量等方面的要求日益提升.相较于传统的电学原理传感器,光纤型氢气传感器具有更高的安全性和抗干扰性,且便于实现分布式测量等优良性能,已成为当前的研究热点.本文将从不同类型氢气传感器的原理、适用性和研究现状等方面对氢气传感器进行综述与分析,并对其发展趋势进行展望.     

川西甲基卡锂矿3211 m科学深钻多物理量分布式光纤观测

川西甲基卡锂矿3211 m科学深钻位于青藏高原东缘鲜水河断裂及川藏铁路附近,是目前青藏高原上最深的科学钻孔.利用此深钻观测深部物理场和浅部环境的变化过程,对于研究青藏高原地壳活动、川藏铁路场地稳定性和生态环境保护等均具有重要意义.采用分布式光纤传感(distributed fiber optic sensing, DFOS)技术,我们研发了高强度、耐高温的特种传感光缆,成功植入甲基卡锂矿深钻中,建成了世界上海拔最高和深度最大的光纤观测孔,实现了应变、温度、振动、水分等多物理量的分布式原位观测.本文是甲基卡光纤观测孔第一阶段的成果,包括岩体热导率的原位测定、钻孔回填过程的分布式声波振动(distributed acoustic sensing, DAS)观测、地震监测与地震成像等方面的初步进展.研究表明:DFOS应用于深钻全断面多物理量观测是可行的,它完全能适应深钻高温和高压的观测环境,并具有长距离、实时、连续分布式观测的优势;将分布式温度传感光纤、应变传感光纤和声波传感光纤集于一根传感光缆的设计思路保障了深钻传感光缆的安装质量,并为DFOS技术应用于地球物理和地质工程的多物理场观测开辟...     

Ar离子激光泵浦的掺Nd光纤激光特性

用514.5nm的Ar离子激光泵浦掺Nd的石英光纤获得激光输出已有报道,最近我们进一步的工作结果表明,Ar离子激光中除了514.5nm波长外,用476.5nm、488.0am和496.5nm波长分别泵浦Nd掺杂光纤也都可获得1060nm的激光输出,实验测量了各种泵浦条件下的阈值、效率,并用高分辨率双光栅单色仪系统测量了光纤激光谱的精细结构,同时还对泵浦光和光纤激光在光纤中的场分布进行了研究。     

精密红外位移传感测量微小温度变化研究

在引力实验、重力测量和地球固体潮汐检测等领域,由于所要探测的信号极其微弱以及对实验结果精度有相当高的要求,必须设法克服各种外界干扰因素的影响。温度变化是其中的重要影响因素之一。因此,有条件的实验室和工作台站均建造在隔热及温控条件非常好的地下室或温度非常稳定的山洞之中。即使如此,仍需要对实验所处环境的温度变化特别是周日变化进行精确测量,这对于提高实验结果的精度和置信水平具有相当重要的意义。 温度传感器种类很多,常用的有石英温度计、光纤传感温度计、热敏电阻温度计等。石英温度计的基本原理就是利用石英晶体的谐振频率随温度变化而改变的特性来进行温度传感;光纤传感温度计是利用温度的变化改变弯曲光纤的曲率半径,从而改变光纤的模数以及输出光强进行温度传感;热敏电阻温度计则是利用热敏电阻元件的负温度系数特性并配置适当的电路来检测温度的变化。在上述几种方法中,灵敏度最高的属石英温度计,目前可达到10~(-4)℃数量级。     

无转发器式卫星轨道实时精确测量新方法

卫星实时测轨| 光纤时间频率传递| 线性化迭代方法基于GPS定位原理提出了一种卫星轨道实时、精确测定的新方法. 该方法利用了光纤时间频率传递系统的高精度同步的优势, 在可实现位置精确已知的多个地面观测站间高精度时间同步的基础上, 由地面观测站连续向卫星发射测距信号, 并通过卫星上的信号接收和信号处理芯片实时解算出卫星的精确轨道. 由于该方法没有卫星转发时延等误差, 大大地提高了卫星轨道测定的实时性. 研究表明, 在实现地面站间100 ps级时间同步的基础上, 利用该方法获得更高的卫星轨道测距精度是完全可行的. 利用本方法同样可以得到卫星姿态测量的高精度.     

耗散孤子光纤激光器的研究进展和应用

光纤激光器以高光束质量、高效率、高集成、高可靠性等特点给科学研究和技术应用带来了巨大的影响.超短高能量脉冲光纤激光器在通信、传感、精密机械加工、材料处理、超快诊断、生物医学和国防军事等领域均有重要的应用.如何提高激光脉冲的功率和能量,掌握和利用超短脉冲光纤激光的复杂非线性,开展大功率、高能量、超宽带全光纤超短脉冲激光应用的关键技术研究,成为光纤脉冲激光新现象、新方法和实现技术体系突破的重大科学问题.本文简要总结了近年来国内外关于锁模光纤激光器研究的一些关键技术和重要成果,分析了各类激光器及所产生脉冲的优缺点,并介绍了过去几年中我们对如何提高光纤脉冲激光器性能和实现新型脉冲的研究成果.重点讨论了不同色散区内光纤激光器的典型行为特征,从理论与实验两方面揭示了传统孤子和多种耗散孤子的产生机理、输出特性及其演化规律.此外,还介绍了几种新型的高能量无波分裂脉冲.本文的成果可为进一步研究新型高能量脉冲提供有益的理论及实验基础.通过这些介绍和讨论,期望同行能够共同研究和探索基于新型锁模技术超短超强脉冲的新现象和新机理,并且在超短高能量脉冲的极端非线性科学问题上获得新认识.     

水平井在九区薄层稠油油藏挖潜中的应用

孤东油田稠油单元九区开发20多年,经历了冷采阶段、蒸汽吞吐试采阶段和吞吐+汽驱阶段,矛盾和问题越来越多,剩余油主要集中在主力层边部和非主力油层等难动用区域,分布更加零散,如何挖掘上述剩余油是我们探讨的问题.文章通过精细地质研究、优化水平井井位设计、实施工艺配套等措施,对九区薄层实施水平井挖潜.与直井对比,水平井具有日产油能力高、含水低的特点,取得了较好的效果.     

分布式光纤高密度地震观测揭示门源MS6.9地震余震活动与隐伏断层

高密度的地震观测台阵对地震监测和结构成像都具有重要意义,利用分布式光纤地震传感技术结合现有通讯光缆可以快速构建高密度地震监测网. 2022年门源M_S6.9地震发生后,利用震中区20.8 km通讯光缆构建了间距10 m的高密度地震台阵,记录到了丰富的余震信号.发展了地震自动检测算法,并在3天观测中检测到了166个余震,与固定台网目录形成互补.在高密度地震波场记录中识别出多个断层相关信号,推测其为断层散射波,由此发现了门源盆地内部的多个断层.研究表明,分布式光纤地震传感技术结合地震自动检测算法和波场分析技术可以为发震趋势判断及隐伏断层探测提供可靠参考的数据,在高原重要基础设施沿线的地震灾害研究中具有良好的应用前景.     

掺Nd3+双包层光纤的泵浦波长及其光谱特性的研究

掺Nd~(3 )双包层光纤是近年来研制出的一种新型光纤,跟单包层光纤相比,它具有数值孔径大、接收面积大等优点,能直接用大功率半导体阵列激光器泵浦,而且机械调整方便。掺Nd~(3 )双包层光纤可以用来做大功率光纤激光器、高增益的光纤放大器和高功率的放大自发辐射源,在光纤通信、传感、医疗等领域具重要的应用前景。国外一些掺Nd~(3 )双包层光纤的研究工作,并未对半导体阵列激光泵浦波长进行仔细分析,大多采用808nm左右半导体阵列激光器泵浦。不同的光纤器件为了获得最佳的泵浦效率,要选择不同的泵浦波长。本文利用钛宝石激光器波长的宽调谐特性,对国产掺Nd~(3 )双包层光纤的泵浦波长和光谱特性进行了研究,发现907和1080nm光发射的最佳泵浦波长分别为833和835nm。若用808nm波长的激光泵浦,会产生很强的激发态吸收,因此在红外波段的光发射的效率较低,但这对上转换的光发射却很有利。同时,还发现用532 nm波长激光泵浦时,由于光纤外包层的光化学反应,580nm处的荧光峰强度随时间衰减。研究掺Nd~(3 )双包层光纤的泵浦波长及其光谱特性,对双包层光纤及其器件的设计和研制有重要的实际意义。     

Research on Broadband Optical Access Network System Technology

宽带光纤接入技术是互联网与通信技术发展的必然产物.文章从光纤接入技术的定义和技术特征出发,介绍了光纤接入网的基本结构和环路结构,并较为客观的说明了光纤接入网的优点与劣势,指出了影响光纤接入网的发展最大障碍是成本问题,为宽带光纤接入技术的完善提供了参考.     

光纤传感器在结构试验中的应用

文章通过对FBG光纤传感器的原理及特点进行介绍,并与传统的应变片测量安装方式及测量数据进行比较,对FBG传感器在结构强度试验中的应用前景进行了展望.     

高性能紫外写入光纤Bragg光栅的研制

自从MeliZ等人用全息干涉方法在光纤上制作出第一支Bragg波长位于通信波段的光纤光栅以来,用紫外光从光纤侧面直接在光纤芯区形成轴向Bragg光栅的技术一直受到人们的广泛关柱.近年来,随着世界范围建设“信息高速公路”热潮的兴起,人们逐渐认识到从光纤通信、光纤传感到光计算和光学信息处理的整个光纤领域都将由于光纤光栅的实用化而发生革命性的变化.尤其是在光纤通信方面光纤光栅将影响到从光发送、光放大、光纤色散补偿到光接收的几乎每个方面,是下一代超高速光纤通信系统中不可缺少的重要组成部分.对光纤光栅的研究目前已受到国际光纤领域的普遍重视.由于光纤光栅在制作高性能光纤器件和未来超高速光纤通信系统中的重要应用价值以及在其他领域中的广泛应用前景,光纤光栅已成     

红外在线监测技术在变电站中的应用

为了实现智能变电站对测温系统信息化、精准化、智能化的要求,结合现在使用的在线式红外实时监测系统中不能准确测量设备温度的问题,提出了新的解决方案.方案采用安装在全方位云台上的高精度红外在线式热成像仪,对智能变电站电气设备的关键节点进行远程温度状态监测,并将数据实时回传,同时对监测到的温度数据进行处理分析,并生成数据报告.在实际运行过程中,设备关键节点的温度异常信息可以为预先排除电力设备故障隐患提供有力支持,以实现变电站管理从维护运行到状态运行的重大提升.     

光纤革命对科学创新的启示与思考

中国2010年上海世博会不仅在规模上为历届之最,而且在信息化程度上也达到了前所未有的高度.园区内实现了高速光纤的全覆盖,其光纤总长度几乎可以绕地球半圈,具有光纤到楼层、到场馆的百兆/千兆的上联能力.高速上网、交互式网络电视(IPTV)、网络电话(VoIP)、会议电视、视频监控等信息化设备遍及园区的每一处角落,世博园已经成为了一座被"光网"覆盖的小型"城市",徜徉其中,人们不仅可以感受世界各国的文化和风情、而且更能随时随处体验到信息革命所带来的巨大奇迹.     

掺Yb3+大模场光子晶体光纤激光器获210 W输出

利用掺Yb³⁺双包层大模场光子晶体光纤(LMA PCF)构建激光器, 实现了中心波长为1.05 μm的210 W高功率连续激光输出. 使用光纤的长度为2 m, 其每米产生的激光高达105 W. PCF由中心波长为976 nm的半导体激光器双端抽运. 该光纤激光器的斜率效率为76%, 光束质量平方因子M²在x和y轴上分别测得为1.06和1.08. 在高功率激光输出情况下无任何热光损伤发生.     

基于微纳材料与器件测量细胞温度

最近10年里,科研人员研发了多种微纳尺度测温传感器,希望能够借此来精确测量细胞内的温度或温度分布,但由于单个细胞的诸多限制,这些细胞测温传感器也在不断发展完善.本文将综述近年来基于微纳材料与器件测量细胞温度的研究进展,重点介绍微纳热电偶的实时细胞测温技术,最后介绍此类传感器在药物筛选、疾病诊疗等领域中的应用,并对细胞测温技术的后续发展进行了展望.具体而言,本文指出微纳尺度的细胞测温传感器一般可以分为荧光式细胞温度测量法和探极式细胞温度测量法:荧光式细胞温度测量法主要有作为温度计的有机化合物、量子点、聚合物和生物分子;探极式细胞温度测量法主要有作为热探针的热电偶、铂电阻和碳纳米管.     

关于如何提高光纤保护通道正常运行率的探讨

基于光纤通信技术的光纤保护是高压输电线路的主保护,是电力系统安全稳定运行的重要保障。在现场运行中,光纤保护因光纤通道异常造成保护停用的现象屡屡发生,成为光纤保护安全可靠运行的隐患。针对上述问题进行分析研究,并采取必要的措施加以解决,以保障电力系统的可靠运行。