光纤管道传感检测系统(共28页).doc

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泉州市科技局公开征集产业重大
关键技术解应用，以及如何将多个参量的传感器集成在一个装置上。但由于不同参量的传感器检测原理通常都截然不同，还存在相互干扰的问题，集成难度很大；另外，这些基于电信号的传感器在检测和传输时极易受到环境电磁场和气候情况的干扰，同时，传感器的远距离供电和信号传输困难，多个传感器集成时装置的功耗太大也导致较严重的问题。目前，这些难题在实际中还未得到根本性地解决，阻碍了管网系统智能化、信息化的进程。
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光纤技术在通信和其它传感应用领域已取得了很大的进展，采用光纤的传感和传输方案与上述基于电信号的传感、传输技术相比具有明显的优势。光纤传感器是基于光波信号工作的，传感头无需供电。同时，光纤的传输损耗又非常小（～），因此可以方便地实现远距离信号传感和信号传输，可以把传感和传输融合在一根光纤上实现。采用光纤光栅设计的的压力、温度、流速/流量、应变传感器可以非常方便地集成，通过一根光纤将各传感器串接成一个传感网络，具有系统结构简单、无需供电、运行维护方便、稳定性好等优点。另外，光纤传感器在供水和其它易燃易爆管道的行业应用具有天然的优势，因为光纤传感器在工作时不带电，有很高的安全性，耐腐蚀，和水的兼容性好，可以简化传感器的结构和设计，使成本降低。目前，光纤传感器已广泛应用于土木工程、桥梁隧道、煤炭石化、航天航空、电力等行业，是新一代的传感技术有良好的发展趋势。供水管网作为城市极为重要的基础设施，与城乡民生、经济和社会发展密切相关。国内市场的广阔需求以及现有合用传感器的不足，给光纤传感器及监测系统在供水及其它管网方面应用提供了很大的发展空间，具有广阔的市场前景。
对我市和区域经济的作用
厦门大学信息科学与技术学院在光纤传感技术方面有20多年的研究基础和较强的产品开发实力，在本方案的关键技术上有许多独到的技术和优势，已在新型光纤与器件、光纤传感技术方面申请和获得了10多项专利，发表了100多篇论文，完成了10多项的科研项目。合作单位泉州日新流量仪器仪表有限公司在管道传感器和检测仪表方面有多年的开发经验和应用历史，有雄厚的产品开发实力和条件，建有全省技术领先的气体和液体流量检定装置和系统，经常受省相关部门委托为其它企业的产品提供检定服务。公司自主研发了一系列的管道测试仪表，如UNKT型动差智能流量计已申请国家发明专利。公司产品已形成4大类、8个系列、300多种规格，在石油、化工、燃气、制造、食品、标准计量及筑路机械等系统中得到广泛应用，可为本
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方案研发的新型光纤传感器提供产业化方面的强力支持。本方案对我市乃至我省在管道监测技术方面走在国内前列、保障生产和生活设施正常安全运行、建设信息化、智能化、科学化管理和调度的管网系统都具有重要意义。
三、方案目标和任务
、研究内容及考核指标（技术和经济效益指标，示范基地、中试线、试验平台和基地、生产线及其规模等相关产业化指标）
1、总体目标
研制采用新型光纤及器件的管道压力、温度、流速/流量、应变等多参数传感器，及其在线监测系统，解决当前管网系统运行参数难以实现分布式、多点、多参数在线监测和信号传输与融合问题，为管网系统的安全、高效、合理调度和运行提供保障。
2、研究内容
（1）用于传感的新型光纤和器件
研究截面非圆对称光纤或多芯光纤及其光纤光栅器件，制作基于弯曲导致纤芯应变从而使光纤光栅中心波长变化的光纤压力和 流速传感器。
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（2）基于光纤光栅和光纤干涉原理的压力、温度、流速、应变传感器及结构设计
研究如何将测量压力的弹性膜片与光纤光栅组合构成传感测量元件；研究如何采用悬臂梁结构、或弯曲敏感的非圆对称或多芯 光纤光栅实现流速测量；研究如何通过多根光纤光栅的组合实现压力、流速、应变和温度的同