基于布里渊动态光栅的分布式液压传感器系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于布里渊动态光栅的分布式液压传感器系统，包括：待测液压的管道；管道内壁的传感光纤，检测传感光纤的双折射频移的分布式液压传感器、上位机；分布式液压传感器、上位机分别位于管道外侧；液压传感器包括：在传感光纤中产生布里渊动态光栅的光路元件和用于读取布里渊动态光栅的光路元件；以及光电探测器，采集光电探测器的电信号的数据采集系统；液压传感器通过数据采集系统将采集的数据传送到上位机中，上位机根据双折射频移与液压的对应关系，获得传感光纤所在管道内的液压。上述的液压传感器能够用于油气管道中精确测量液压，还可以实现小于1m的高空间分辨率分布式测量，可以应用于大型油罐、油气管道液压测量等场合。

Distributed hydraulic sensor system based on Brillouin dynamic grating

The invention discloses a distributed hydraulic sensor system based on Brillouin dynamic grating to be measured include: pipeline hydraulic pipe; optical fiber sensor, distributed hydraulic sensor, PC birefringence of the sensing fiber frequency shift detection; distributed sensor, a hydraulic machine are located outside of the pipeline; hydraulic sensor includes optical components produce Brillouin dynamic grating in the sensor in the optical fiber and optical components for reading Brillouin dynamic grating; and a photoelectric detector, a data acquisition system of signal acquisition of photoelectric detector; liquid pressure sensor through the data acquisition system will be transmitted to the host computer, the host computer according to the corresponding relationship between the frequency shift and the birefringence of the hydraulic and get the pipe in the hydraulic sensing fiber. The above-mentioned hydraulic sensors can be used for accurate measurement of hydraulic pressure in oil and gas pipelines, and can also achieve high spatial resolution distributed measurement less than 1m, which can be applied to large oil tanks, hydraulic measurement of oil and gas pipelines and so on.

【技术实现步骤摘要】
基于布里渊动态光栅的分布式液压传感器系统
本专利技术涉及的是分布式布里渊动态光栅传感技术，具体涉及一种基于布里渊动态光栅的分布式液压传感器系统。
技术介绍
近年来，随着石油工业的高速发展，油气资源需求长时间呈高速增长的态势。同时，由于我国油气资源空间分布不均匀、进口原油量不断增加的原因，我国油气管道工程建设发展迅速，今年来油气管道数量不断增加。因此，油气管道的安全监测越来越受到各界关注。油气管道的液压是管道重要安全参数之一。而传统的用于液压监测的电子元器件耐腐蚀能力差，在石油贮藏应用场合又有引起火灾、爆炸的危险。同时，电学传感器一般需要本地仪器，不适合于深水或油井中部署阵列。而分布式光纤传感技术能够弥补上述电学液压传感器的不足，其具有灵敏度高、不受电磁干扰、结构小巧、易于组网等，特别是能够应用在易燃易爆、高温、强电磁干扰、强化学腐蚀等恶劣的环境中，因此在石油工业(特别是油气管道)中，其发展前景十分巨大。其中，基于布里渊散射的分布式传感其主要功能是利用布里渊频移(布里渊散射光与瑞利散射光之间的光频差值)的温度、应变线性敏感性，能够实现长距离、高精度的温度和应变传感。然而，传统的布里渊分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于布里渊动态光栅的分布式液压传感器系统，其特征在于，包括：待测液压的管道；铺设管道内部的传感光纤，所述传感光纤紧贴所述管道内壁铺设；基于布里渊动态光栅原理检测传感光纤的双折射频移的分布式液压传感器，连接分布式液压传感器的上位机；所述分布式液压传感器、上位机分别位于管道外侧；所述液压传感器包括：用于在传感光纤中产生布里渊动态光栅的光路元件和用于读取布里渊动态光栅的光路元件；以及将从布里渊动态光栅反射的光信号转换为电信号的光电探测器，采集光电探测器的电信号的数据采集系统；所述液压传感器通过数据采集系统将采集的数据传送到上位机中，所述上位机根据双折射频移与液压的对应关系，获得传感光纤所在管道内...

【技术特征摘要】
1.一种基于布里渊动态光栅的分布式液压传感器系统，其特征在于，包括：待测液压的管道；铺设管道内部的传感光纤，所述传感光纤紧贴所述管道内壁铺设；基于布里渊动态光栅原理检测传感光纤的双折射频移的分布式液压传感器，连接分布式液压传感器的上位机；所述分布式液压传感器、上位机分别位于管道外侧；所述液压传感器包括：用于在传感光纤中产生布里渊动态光栅的光路元件和用于读取布里渊动态光栅的光路元件；以及将从布里渊动态光栅反射的光信号转换为电信号的光电探测器，采集光电探测器的电信号的数据采集系统；所述液压传感器通过数据采集系统将采集的数据传送到上位机中，所述上位机根据双折射频移与液压的对应关系，获得传感光纤所在管道内的液压。2.根据权利要求1所述的分布式液压传感器系统，其特征在于，所述传感光纤为边孔光纤；所述边孔光纤的双折射频移为40-60GHz；所述边孔光纤的两个空气孔及掺杂二氧化硅的纤芯的圆心在一条直线上，且每一空气孔直径为30-10um，所述纤芯的直径为8-10um，两个空气孔中心之间的距离为40-50um。3.根据权利要求1所述的分布式液压传感器系统，其特征在于，所述分布式液压传感器包括：第一激光器(1)，光耦合器(2)、第一电光调制器(3)、第二电光调制器(4)、第一隔离器(6)、第一掺铒光纤放大器(7)、第一偏振控制器(8)、传感光纤(9)；第三电光调制器(10)、第二隔离器(11)、第二掺铒光纤放大器(12)、第二偏振控制器(13)、偏振分束器(14)；第二激光器(15)、声光调制器(16)、第三掺铒光纤放大器(18)、第三偏振控制器(19)、光环形器(20)；其中，光耦合器(2)的输入端连接第一激光器(1)的输出端；所述光耦合器(2)输出的第一路泵浦光信号经由第一电光调制器(3)和第二电光调制器(4)调制成第一路脉冲光信号，经过第一隔离器(6)进入到第一掺铒光纤放大器(7)，所述第一掺铒光纤放大器(8)将第一路脉冲光信号的功率放大到能够激发布里渊动态光栅的功率；放大功率后的第一路脉冲光信号通过第一偏振控制器(8)，使得放大功率后的第一路脉冲光信号的偏振态与传感光纤的快轴平行的位置；所述光耦合器(2)输出的第二路泵浦光信号经由第三电光调制器(10)调制成第二路脉冲光信号，经过第二隔离器(11)进入到第二掺铒光纤放大器(12)，所述第二掺铒光纤放大器(12)将第二路脉冲光信号的功率放大到能够激发布里渊动态光栅的功率；放大功率后的第一路脉冲光信号通过第二偏振控制器(13)，使得放大功率后的第一路脉冲光信号的偏振态与传感光纤的快轴平行的位置；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵理阳，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44