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      行业新闻

      光纤传感器特点

      发布时间:2020-12-08

      浏览次数:186

        
      与传统的传感器相比,光纤传感器具有独特的优点:
        
      (1) 灵敏度高  
      由于光是一种波长极短的电磁波,通过光的相位便得到其光学长度。以光纤干涉仪为例,由于所使用的光纤直径很小,受到微小的机械外力的作用或温度变化时其光学长度要发生变化,从而引起较大的相位变化。

      假设用1 0米的光纤,l℃的变化引起1000ard的相位变化,若能够检测出的最小相位变化为0.01ard,那么所能测出的最小温度变化为l 0℃ ,可见其灵敏度之高。
        
      (2) 抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、本质安全  
      由于光纤传感器是利用光波传输信息,而光纤又是电绝缘、耐腐蚀的传输媒质,并且安全可靠,这使它可以方便有效地用于各种大型机电、石油化工、矿井等强电磁干扰和易燃易爆等恶劣环境中。
        
      (3) 测量速度快  
      光的传播速度最快且能传送二维信息,因此可用于高速测量。对雷达等信号
        
      的分析要求具有极高的检测速率,应用电子学的方法难以实现,利用光的衍射现象的高速频谱分析便可解决。
        
      (4) 信息容量大  
      被测信号以光波为载体,而光的频率极高,所容纳的频带很宽,同一根光纤可以传输多路信号。
        
      (5)适用于恶劣环境  
      光纤是一种电介质,耐高压、耐腐蚀、抗电磁干扰,可用于其它传感器所不适应的恶劣环境中。
        
      此外,光纤传感器还具有质量轻、体积小、可绕曲、测量对象广泛、复用性好、成本低等特点。
      光纤传感器

      光纤传感器的应用
        
      正是由于光纤传感器拥有如此之多的优点,使得其应用领域非常广泛,涉及石油化工、电力、医学、土木工程等诸多领域。
        
      1、光纤传感器在石油化工系统的应用
        
      在石油化工系统中, 由于井下环境具有高温、高压、化学腐蚀以及电磁干扰强等特点,使得常规传感器难以在井下很好地发挥作用。


      然而光纤本身不带电,体小质轻,易弯曲,抗电磁干扰、抗辐射性能好。


      特别适合于易燃易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用,因此光纤传感器在油井参数测量中发挥着不可替代的作用


      它将成为可应用于油气勘探及石油测井等领域的一项具有广阔市场前景的新技术。
        
      1.1 光纤传感器在油气勘探[4]中的应用
        
      光纤传感器由于其抗高温能力、多通络、分布式的感应能力,以及只需要较小的空间即可满足其使用条件的特点,使得在勘探钻井方面尤其独特的优势。
        
      应用光纤传感器可以制成井下分光计,分布式温度传感器及光纤压力传感器等适用于这种特殊作业要求的产品。
        
      (1) 井下分光计  


      流体分析仪如图1所示,可用于了解初期开发过程中的原油组成成分。


      它由两个传感器合成:一个是吸收光谱分光纤,另一个是荧光和气体探测器。


      井下流体通过地层探针被引入出油管,光学传感器用于分析出油管内的流体。


      流体分析分光计则提供了原位井下流体分析,并对地层流体的评估加以改进。
        
      (2) 分布式温度传感器  


      光纤分布式温度传感器是井下应用最为流行的光纤传感器。


      应用实例是监测注水蒸气重油开采系统。蒸汽被注入重油层用以降低油的黏度,使稠油能够开采出来。井下蒸汽温度可高达250℃ 以上。
        
        
      (3) 压力传感器  


      侧孔光纤式压力传感器目前正在研发中,其主要致力于超高温和井下压力监测任务。
        
      目前基于光纤传感器已经出现其他商业产品,例如,用于多相流测量和分布式动态应变测量的光纤探针。其高可靠性和高效低耗的技术优势是光纤产品在油田应用上取得成功的关键因素。
        

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