光纤传感器的应用.doc

/************************************************/介绍光纤近年来,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧与智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰与原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区),或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。优点一。灵敏度较高; 二。几何形状具有多方面的适应性,可以制成任意形状的光纤传感器; 三。可以制造传感各种不同物理信息(声、磁、温度、旋转等)的器件; 四。可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境;五。而且具有与光纤遥测技术的内在相容性。应用范围:光纤传感器应用领域非常广泛,涉及石油化工、电力、医学、土木工程等诸多领域。/***************************应用(正题)*****************************/4、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。4、1、1光纤传感器在油气勘探[4]中的应用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)井下分光计它由两个传感器合成:一个就是吸收光谱分光纤,另一个就是荧光与气体探测器。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就是井下应用最为流行的光纤传感器。应用实例就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。图1流体分析仪构造(3)压力传感器侧孔光纤式压力传感器其主要致力于超高温与井下压力监测任务,但目前正在研发中4、1、2光纤传感器在石油测井中的应用石油测井就是石油工业最基本与最关键的环节之一,压力、温度、流量等参量就是油气井下的重要物理量,通过先进的技术手段对这些量进行长期的实时监测,及时获取油气井下信息,对石油工业具有极为重要的意义[5]。利用光纤传感器可以进行井下流量测量、温度测量、压力测量、含水(气)测量、密度测量、声波测量等。(1)流量测量由于光的强度、相位、频率、波长等特性在光纤传输的过程中会受到流量的调制,利用一定的光检测方法把调制量转换成电信号,就可以求出流体的流量,这就就是光纤流量计的工作原理[7]。(2)温度及压力测量分布式光纤测量系统(DTS)利用光纤后向拉曼散射的温度效应,可以对光纤所在的温度场进行实时监测。光纤热色温度传感器就是由白光源、多模光纤组成的反射式温度传感器;光纤辐射式温度传感器利用黑体辐射能量,其非接触,可测瞬问温度,响应速度快,不需要热平衡时间,可用于高温测量。(3)含水(气)率及密度测量U型光纤的传输功率随外界介