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本论文以光纤光栅和光纤拉曼效应两种光纤传感技术为主要研究对象,分别面向油气管线健康监测、电力柜温度监测、光缆识别三种工程应用设计相应的光纤传感系统。主要内容有: 1.对石油天然气、电力、通信行业事故频发的现象以及光纤传感技术在这些行业中的应用前景进行了详细介绍,分析了光纤传感器的独特优点,对光纤传感技术在这些行业中的应用现状以及存在的问题进行了讨论。 2.针对工程应用中油气管线健康监测的需求,提出将光纤光栅应用于油气管线腐蚀缺陷表面周向的微应变监测。实验室通过对预制缺陷进行微应变监测,证明了光纤光栅应用于油气管线腐蚀缺陷表面周向微应变监测的可行性。结合中海油龙口终端处理厂天然气管道的安全监测需求,设计了集成化光纤光栅管线腐蚀缺陷监测系统。经过现场安装调试,系统已稳定运行一年多。通过对不同阶段的监测数据进行了分析,反映出管线的健康状况良好,达到了对油气管线实时在线监测的需求。 3.针对光纤传感应用于电力开关柜温度监测成本过高的现状,设计了一种成本低廉、稳定性好的光纤光栅电力柜实时温度监测系统,利用热膨胀系数较大的金属封装光纤光栅制作匹配调谐光栅。设计了基于匹配光栅解调法的光纤光栅温度传感系统。经测试,系统的温度精度达到±1℃。 4.针对联通公司现有光缆普查仪的不足设计了基于拉曼散射的光缆识别系统,利用光纤中放大的自发拉曼散射的温度效应和光时域反射技术对光缆进行识别、定位。将通信光缆和实验室单模光纤熔接,通过加热光缆,散射光强出现了明显的变化,从而很容易实现光缆的识别,解决了现有光缆普查仪的缺点。