光纤传感技术论文
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光纤传感技术论文范文第1篇
关键词：港口 大型设备 监测技术
1.引言
近年来，港口大型设备事故时有发生，靠传统检测很难及时、全面发现故障发生的预兆及发展趋势。而起重机械事故通常具有不确定性和不可预见性，其造成的结果却是极其严重的。目前，我国大部分港口普遍缺乏一套行之有效地实时监测和评估港口大型设备的技术和方法。若不能及时、准确地获取港口大型设备真实的状态信息，则会给设备运行留下安全隐患。随着经济的飞速发展、货运量的大幅增加，确保港口机械设备的技术性能状态经常处于良好状态，实现实时监测，避免突发性故障的发生是亟待解决的问题。
2.港口大型设备检测存在的问题
通过调研分析，当前港口大型设备在安全管理上主要有以下几个问题。
（1）部分港口缺乏先进的检测手段、方法及设备，对港口大型设备的维护主要以日常检测为主，不能实时、准确地反映设备的实际状况。
（2）各港口的检测人员检测技术水平不一，对关键的失效模式并不能进行准确地判别，检测和诊断则缺乏较强的针对性。
（3）港口现场作业繁忙、环境恶劣，不停机检测和检测数据的传输存在很大的困难。且设备运行状况相关数据大量流失，对设备的健康状况诊断数据匮乏。
（4）港口大型设备缺乏有效的在线实时监测设备、系统及安全评估系统。
以上问题已成为港口大型设备安全、可靠运行的潜在隐患。因此，迫切需要一种能及时发现危险源的实时监测技术来解决这些难题，及早发现缺陷并判断缺陷是否具有危险性，以使能及时维修处理，避免起重机事故的产生。
3.港口大型设备安全监测技术研究
目前，针对港口大型设备检测的常规办法主要有目测、射线检测、磁粉探伤检测和超声波检测等方法。以上检测方法具有很大的局限性。首先，结构表面去漆，不仅耗时长，且对于不规则的构件表面检测比较困难，对人的操作技术水平要求较高，但效率较低。第二，射线检测对人的身体有害，检测时必须有很严格的保护措施。第三，起重设备检测属于高空作业，存在一定的难度，且检测的范围有一定的局限。第四，目测等方法很容易引入主观误差。基于以上原因，一般性检测手段对于港口重大设备的缺陷诊断，误判、漏判很难避免，且不能实时准确反映在役设备的真实状况，对于设备运行将留下安全隐患。
随着科技和工业的发展，国外较早地开展了起重设备的在线监测与诊断研究，将成果应用到实际，并取得显著的经济效益。近年来，国内对于港口起重设备在线监测技术的研究也向多方面进行了拓展。
3. 1港口大型设备安全监测技术
3.1.1基于电阻应变技术的无线应力在线监测系统
电阻应变技术是通过电阻丝应变与电阻变化的对应关系来获得被测件在贴有应变计处的结构应变值，从而实现对结构的检测。该方法技术成熟，成本较低，不会对待测构件造成损伤。当前国内学者开展了无线应力在线监测系统的研究。无线应力在线监测系统是借助遥测技术获取结构受力部位的应力信息，并实时传输到监测设备，以达到实时了解起重机结构受力状态的一种起重机实时监测系统。此技术中应力的采集多采用电阻应变技术。电阻应变片其耐蚀性、耐湿性、耐久性差，环境适应性差，难以实现在线监测系统对起重机长期监测的目的。此外，该在线监测系统在干扰因素过多，传输距离较大的情况下，无法保证数据能够安全无误传输。
3.1.2声发射技术
声发射技术，它是以瞬态应力波的形式迅速释放其内部积累的应变能的过程，可准确捕捉活动裂纹的位置。声发射技术用仪器探测、记录、分析声发射信号，并利用声发射信号对声发射源的状态做出正确判断。声发射技术具有动态、实时、整体和连续等特点，对结构的形状、尺寸不敏感，可以对大型结构进行大面积的检测。它能够在线检测、监测活性缺陷。对于受力情况复杂的起重机金属结构，它比超声波、磁粉检测效果更好、更真实，同时也可以减少检验中不必要的停机。声发射技术可以弥补常规无损检测方法的不足，实现结构状态的整体监测，为有效地安全监测提供准确的依据。
声发射技术不能提供被测件的静态缺陷。在实际中，由于大型起重机械工作环境比较恶劣，噪声非常大，而声发射信号却非常微弱，声发射信号则很容易被噪声湮没，实际测得的声发射信号将含有较多电气、机械噪声，在实际的工程应用中声发射监测效果并不太理想。
光纤传感技术是一种以光波为载体，光纤为媒质，感知和测量被测量信号的新型传感技术。光纤光栅传感技术的优点是抗干扰性强，不受电磁、噪声影响；灵敏度、可靠性高；能串接复用，可实现分布式监测；耐久性好，动态响应快，信息传输远，信号长距离传输不需要专门的调节，可满足长期健康监测的要求。但传感器、检测仪等设备成本相对较高，且光纤传感器对温度同样敏感，在实际应用中需要采取相应的温度补偿措施。光纤光栅传感技术目前多用于桥梁结构安全监测。
3.1.4数字图形图像处理技术
数字图形图像处理技术是通过将采集到的图像信息转化为数字信息，并利用计算机进行除噪、增强、复原、分割、提取等处理的方法与技术。基于数字图像处理技术的监测方法是一种新型的非接触式监测方法。基于数字图形图像处理技术的监测系统与光纤传感技术等监测技术相比，成本较低。它是一种实时的、高精度的、远距离的、能进行结构静动态位移监测的监测方法。该方法不伤及被测物，不干扰被测物自然状态，且可瞬时获取被测物体大量物理信息和几何信息。基于数字图像处理技术的监测方法对于拍摄环境要求较高。基于数字图像处理技术的监测方法现多用于桥梁、坡道等相对简单的结构。起重设备工作环境复杂，利用照相机技术在无线网络传输速度低的情况下不易满足起重设备监测的需求。利用数字摄影测量技术进行自动实时监测将是今后钢结构安全监测的发展趋势。
3.2港口大型设备监测管理
对监测得到的数据进行详细的分析，若分析得到异常数据，应对用户及时发出警告并寻找产生异常的原因，通过检修维护，排除异常，以达到消除事故隐患的目的，实现安全监控与起重机正常作业同时进行。使用监测系统还可以积累大量史数据，当起重机出现故障，可以为维修人员查找故障提供依据，在故障发生之前做出预报，减少事故发生的概率和损失，提高起重机的安全性和可靠性。
4.结束语
本文充分比较了各种港口大型设备安全监测技术的应用特点及技术特性，为港口企业和相关科研单位提供参考。开展港口大型设备安全监测技术研究，开发起重设备安全在线监测系统，对于港口相关部门及时掌握港口在役设备的运行状况，防止起重事故的发生具有重要的意义。
参考文献：
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[5]谢小鹏，王东辉，黄国建等.起重机械结构健康监测关键技术研究[J].起重运输机械.2013（8）：69-73.
光纤传感技术论文范文第2篇
关键词： 光纤振动传感系统； 复用； 相位生成载波
中图分类号： TN 911.74文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.01.009
引言
随着科技的发展，安全防范的重要性越显突出。一些重要的保密部门、军事要地、银行、机场等对大范围、长距离、高可靠性的安防技术的需求越来越显著。目前，已有大量的光纤传感技术应用于安防系统，其特点是抗干扰性强、可靠性高，隐蔽性好、可防探测，易于安装和维护[12]。
在实际应用中，常常会遇到需要对多个对象进行监测，而一个被监测对象需要对应一套光纤传感结构，这不仅大大提高了整个监测系统的成本，而且系统的复杂程度也逐级上升，给维护也带来了很大的困难[3]。为了解决上述问题，通常采用复用的方法，来达到简化系统，降低成本，易于维护的目的。
1背景技术
在光纤传感所采用的复用技术中，相位载波复用是较常采用的技术，即通过相位载波复用，使不同的感应单元复用共同的光源、光纤光路以及光电探测器等。这种复用方法，如文献[45]所描述，通过对不同的感应单元施以不同频率的相位载波进行调制，每个载波频率对应于一个感应单元，各感应单元产生的干涉信号被共同的光电探测器检测。为了实现复用与解复用的目的，上述的相位载波复用技术一般具有以下特征：
（1）为了使复用的信号不发生混叠，相邻载波频率之间的频率差必须大于外界扰动引起的信号基波频率上限的两倍；
（2）对于光电探测器后的信号，通过信号处理技术，采用载波基波或谐波作为参考信号，对载波基波或谐波边带信号进行处理，以达到将干涉信号解调出来的目的。
在该技术中，由于对相邻频率的间隔要求，同时为了使不同载波的基波、谐波频率不发生混叠，使得调制频率的选择受到较多限制，由此会影响到实际复用的数量；同时，为了使复用的数量足够大，对调制器件的工作点要求可能会很分散，并要求调制器件具有高的工作频率，这不利于实际应用。在信号的解调中，如引入信号处理技术，会增加信号处理部分的技术难度和技术复杂性，并大大提高后端的开发成本和设备成本。
在光纤传感系统的许多实际应用场合，两个事件完全同时发生的概率很小，即两个感应单元同时感应到信号的可能性很小。针对这种情况，本文提出一种新型的基于相位载波复用技术的光纤传感复用方法。在光纤干涉系统中，对感应外界扰动的不同感应光纤单元产生的干涉信号，用不同频率的载波进行调制，相邻载波频率之间的频率差无需大于外界扰动引起的信号基波频率上限的两倍，各光纤感应单元形成的信号被共同的光电探测器检测后，利用信号基波来分析扰动信号的物理量，并利用载波基波或谐波的边带判断感应扰动信号的光纤。
由于每次扰动事件只发生在一个感应单元，即只有一个感应单元感应到扰动信号，设该单元为第i个感应单元，从式（4）可以看出，调制频率fmj（j≠i）的基波和谐波将不会出现边带，而调制频率fmi的基波和谐波则出现边带，根据这一特点即可判断感应扰动的感应单元。由于仅需观察是否出现边带，仅需相邻的调制频率有一定的间隔，不影响边带判断即可，不需要传统的相位载波复用方案那样要求具有两倍于基波最大频率的要求。图1为i单元发生扰动时的频谱示示意，在该图中，载波频率fmi出现了明显的边带，说明感应信号来自于感应单元i。对于出现边带的载波频率的确定，利用一些便捷的分析手段，例如边带的能量、谱线的对称性等，即可实现；信号基波则可用来恢复干涉信号。
由于仅用信号基波来恢复干涉信号信息，无需像传统相位载波复用那样用载波基波或谐波作为参考信号来解调干涉信号，相应的信号处理手段简单，由于这个特点，也可以很方便地应用于施加载波的调制端远离解调端的情况下（例如图3的结构中），而无需将调制信号引回解调端或在解调端恢复出解调所用的参考信号。
3数据分析
本文采用的是图2的结构。所使用的第一耦合器1为3×3均分耦合器，第二耦合器2为2×2耦合器，有2个复用的感应单元：4（1）、4（2），使用的是光缆中的一芯，相应的光缆长度分别为21 km、14 km。光源为中国电子科技集团公司第44所生产的SO3B型超辐射发光管（SLD）型稳定光源。光纤延迟器3使用的是美国 “康宁”生产的G652型单模光纤，光电检测装置8中使用的光电探测器为中国电子科技集团公司第44所生产的型号为GT322C500的InGaAs光电探测器。使用的相位调制器是将光纤绕在压电陶瓷上制作而成。经测试，信号基波的最高频率小于80 kHz，施加在相位调制器7（1）、7（2）上的频率分别为100 kHz、110 kHz。低通滤波器9的带宽为80 kHz，从光电检测装置8输出的信号经低通滤波器输出的信号，经信号采集卡采样后，进行扰动位置以及扰动性质的判断。同时，对光电检测装置8输出的信号进行采样，对载波基波的边带，即频率100 kHz、110 kHz的边带进行分析，即可判断扰动来自那根感应光纤。系统中所使用的采集卡为NI公司产品。
当敲击加有100 kHz载波频率的传感光纤时，所得到的的信号依次如下，图4（a）为加载波后信号波形。图4（b）为其频谱图，可以看到，100 kHz左右的边带有信号，而110 kHz左右边带比较干净，所以可以判定敲击信号是加在100 kHz所在的传感光纤上的。图4（c）为经过80 kHz低通滤波器后得到的振动信号。
当敲击加有110 kHz载波频率的传感光纤时，所得到的信号依次如下，图5（a）为加载波后信号波形。图5（b）为其频谱图，可以看到，110 kHz左右的边带有信号，而100 kHz左右边带比较干净，所以可以判定敲击信号是加在110 kHz所在的传感光纤上的。图5（c）为经过80 kHz低通滤波器后得到的振动信号。
由以上数据分析可以看出，可以用载波基波或谐波的边带来判断信号发生的感应单元，可以通过低通滤波器解调出相应的线路上的信号。
4结论
本论文使用载波基波或谐波的边带来判断信号发生的感应单元，这种判断方法简单易行，系统结构简化。本方法的另一优点是相邻载波的频率差无需大于信号基波的频率上限的两倍，这方便了载波频率的选取以及相位调制器件的选择，也使得复用单元的数量更大。
参考文献：
[1]JUAREZ J C，MAIER E W，CHOI K N，et al.Distributed fiber optic intrusion sensor system[J].Lightwave Technology，2005，23（6）：20812087.
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[4]韩泽，陈哲，胡永明，等.光纤水听器阵列的多路复用技术[J].半导体光电，1999，2（4）：231234.
光纤传感技术论文范文第3篇
四川雅安芦山7级地震发生后，关于地震预报问题又引起很多人的议论。中国海城地震预报是得到国际上承认的唯一一次成功的短临预报。但是，地震的成因、发生机理和触发条件等非常复杂多变。事实上，不消说是否能准确预报地震，即便在地震能不能预报的问题上，科学界内部也是有着不同看法。
能预报还是不能预报？
1997年，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的4名学者联名在《科学》杂志发表了《地震无法被预测》的论文。论文作者指出，在经历了近30年的精心研究地震预报后，他们发现，地震是无法预报的，从事这方面的研究工作也是毫无希望的。
如果说，这篇论文的观点还只是学术界内部探讨的话题和争论，到了2008年，美国地质勘探局（USGS）对此问题的一项正式表态，就把地震不能预报的结论扩展到了社会和公众层面。
美国地质勘探局称，无论是美国地质调查局还是美国加州理工学院或者任何其他科学机构，都没有预报过一次大地震。在可预见的未来他们不知道如何预报地震，并且也不打算知道。不过，借助科学数据，科学家可以计算出未来将发生地震的可能性。比如，科学家预测在未来30年内，旧金山湾区发生一次重大地震的概率为67%，而南加利福尼亚的概率是60%。所以，美国地质勘探局致力于通过提高基础设施的安全等级来长期减弱地震的危害性，而不是把精力放在研究短期预报上。
正因为如此，美国没有设立专门的地震局，政府负责地震预报预测研究工作的部门主要是美国地质勘探局。除了地震之外，他们还对龙卷风、热飓风、火山爆发等自然灾害进行研究。
尽管地震尚不可预报是美国主流科学界的观点，也得到世界大多数国家，包括中国一些科学家的认同，不过，并不意味着所有科学家都认同这种观点。中国老一辈地质科学家，如李四光认为地震可以预报（据说1971年李四光临终前遗憾地说，再给他半年，可能解决地震预报问题）。
事实上，中国曾经成功预报过一次大地震，即1975年2月4日发生在海城的7.3级强烈地震。这次地震是在地震部门预报两个半小时后发生的。由于预报准确，人们撤离及时，海城地震极大减少了死亡人数。我国未实现预报的7级以上大地震，如邢台地震、通海地震、唐山地震的人员伤亡率分别为14%、13%、18.4%。按这三次地震的人员伤亡率平均值估算，海城地震人员伤亡将达15万，死亡可达5万以上。但由于成功了短临预报，海城总共伤亡18308人，死亡328人。
从这个事实出发，有人认为地震是可以预报的。
客观上有很多难以克服的障碍
中国海城地震预报是得到国际上承认的唯一一次成功的短临预报。但是，就在人们以为海城地震预报模式可以推广之时，1976年的唐山大地震却没有预报成功，这是因为地震的成因、发生机理和触发条件等非常复杂多变。所以，《美国地震协会公告》曾评价说，“海城地震的预测，是结合了经验主义分析、直觉判断和好运气，这是预测地震的一次尝试。”
地震的难以预报体现在许多方面，主要有几点。首先是，地球内部的情况难以知晓。地震多数发生在地下15公里以下的地壳里，这次的芦山地震也是发生在离地表16公里处。目前人类对于地壳的研究只能通过钻机钻至地下12公里，远远做不到直接观察到地震孕育发生的全过程，只能在地表凭借有限的仪器设备捕捉地壳内部结构和状态变化的间接信息。其次，人类对地质观察的知识和数据积累并不全面和系统，人类掌握的地震记录和数据并不多。第三，人类对地球构造运动的理论还不成熟，认识才刚刚开始。即便有一些经验和知识，也是此一时的知识和经验，不能用于彼时，如海城的经验无法用于唐山地震，也不可能完全应用于今天的汶川和芦山地震。地质研究人员认为，从地质学的角度考虑，作为一种地质现象，地震发生前一定会有许多前兆，对地震前兆掌握得不够多、不够准，是目前我们无法预报地震的核心问题。
现在不能预报，将来能预报吗？
中国有一些研究人员认为，对于地震来讲，现在不可知是正确的。未来不可知，那就是错误的。未来有多远，则要看研究人员的探索。
自1966年邢台地震以来，中国已在70多次中强以上地震前记录到1000多条地震前兆异常，可归为10大类，即地震学、地壳形变、重力地磁、地电、水文地球化学、地下流体（水、汽、气、油）动态、应力应变、气象异常以及宏观前兆现象。
而近几年，专业人员提出了一些新的监测地震的技术和方法，如光纤传感技术、电磁波、次声波、地应力、大地微动等。
比如，光纤传感器可埋入温度高达250℃以上的地层深处，可用于检测地震波、地质板块内部应力、温度、位移和倾斜、地下流体压力、地下磁场等地下物理量的动态变化。一旦在地震带附近建立起永久的可以监测地震的光纤传感器网络，就可以及时地监测地下的异常情况，对可能发生的地震发出预报或预警。
以往大量的地震都发现，震前电磁前兆是客观存在的。当然，电磁波前兆变化复杂，不同地震前地磁波异常有差异性，使人们目前对电磁前兆现象的物理解释仍无统一定论，但通过长期的实际观测，研究人员在资料分析、信息识别和提取方面也取得了一些认识，认为电磁前兆对预测地震，特别是短临预测有一定的意义。
地震预报未来是否能有突破，谁也没有答案。但是正如法布尔所说：不管我们的照明灯烛把光线投射多远，照明圈外依然死死围挡着黑暗。就让我们从一个点到另一个点移动我们的提灯吧。随着一小片一小片的面目被认识清楚，人们最终也许能将整个画面的某个局部拼制出来。
延伸阅读
地震不能预报但能预警
虽然目前地震预报被视为是不可能的，但是地震预警则是可能的。地震预报与预警的区别在于，前者是地震未发生前进行的预测，后者是在地震发生后的预警。
现在，中国、墨西哥和日本等一些国家都能对地震进行预警。地震发生时，一般是破坏力较小但速度较快的地震纵波先活动，接着就是破坏力大但速度慢的地震横波活动。纵波的传播速度大约6公里/秒，但震动相对较小；横波传播速度大约4公里/秒，但破坏力大，是大地震时的主要杀手。利用震中附近监测仪器捕捉到地震纵波后，快速估算地震参数并预测地震对周边地区的影响，抢在破坏性横波到达震中周边地区之前，通过通讯和媒体预测地震强度和到达时间的预警信息，人们可以得到几秒到十几秒的宝贵逃生时间，可减轻人员伤亡和灾害损失。
2012年3月20日，墨西哥南部格雷罗州发生地震后，该地距首都墨西哥城有322公里，地震发生后地震波从格雷罗州的震中位置传到首都墨西哥城约需45秒钟。因此，墨西哥地震局也利用这个时间差进行了地震预警。
光纤传感技术论文范文第4篇
西安石油大学原属中国石油天然气集团公司，2000年划转为“中省共建”，陕西省主管。“十五”以来，学校结合自身实际，实施以重点实验室建设、重大科研课题攻关和优秀人才培养为重点的科技精品工程，不断强化创新意识、加大投八力度、实行政策激励、突出队伍建设、优化资源配置、提高管理效能，调动了广大教师投身科学研究的积极性，加快了学校科技创新体系建设步伐，提升了学校的科技创新、服务地方发展能力和办学水平，有力地推动了学校的全面建设和科学发展。
创新引领，科技创新体系建设初见成效
创新管理机制，营造创新环境和文化
大学要发展，必须坚持与时俱进，不断推进科技管理体制机制创新，建立有利于发挥高校学术环境优势、有利于学科交叉和资源共享、有利于调动科技人员积极性、有利于优秀拔尖人才脱颖而出的科技管理体制和运行机制。
“十五”以来。西安石油大学逐步建立完善科技管理制度和科技评价体系，相继制定、完善了《科技基金管理办法》、《重点实验室管理办法》、《科研项目管理办法》、《纵向项目经费资助办法》、《学术交流活动管理办法》、《优秀学术著作资助办法》等近20个文件和管理制度。与此同时，学校不断拓宽奖励范围。加大科技奖励力度，制定了《科技奖励办法》，对高级别项目、成果、论文、专利进行奖励。几年来，共发放科技奖励奖金300多万元。通过调整科研政策，科学评价学术成果，完善创新激励机制，强化量化考核等一系列措施，构建了科技创新的保障平台，形成了良好的学术氛围。这些切实有效的科技政策在教职工中引起了很大反响，极大地调动了科研人员的积极性，提升了广大教职工的科技创新意识。创新人才使用方式，凝聚创新人才队伍
人才是第一资源，是学校科技创新工作的根本保证。近年来，西安石油大学积极构建以业绩和贡献为依据，品德、知识、能力相结合的人才和团队考核评价体系，不断加大工作条件、分配政策向优秀团队和人才倾斜的力度。
学校深入实施人才强校战略，根据学科方向设置基本岗位，实行学术带头人负责制，通过制定配套政策和管理措施，明确学术带头人的责、权、利，促进学术带头人积极进行学科交叉研究，发挥多学科的整体优势，构建创新团队。通过各种措施在校内精心选拔人才，稳定现有的优秀学术带头人和学术骨干，不拘一格引进校外杰出人才。从人员编制、管理体制、资源分配、岗位津贴、职称评审和科技奖励等方面，调动教师进行科技创新的积极性。同时，按照“不求所有，但求所用”的原则，聘请石油石化企业技术骨干和校外专家做兼职教授，定期到校作学术讲座和交流。依托科研基地和重大创新项目，组建跨院(系)跨学科的创新团队，形成“学科带头人＋创新团队”的模式。通过一系列卓有成效的工作，形成了“以事业凝聚人、以待遇和政策稳定人、以感情留住人”的和谐校园环境。
创新平台建设模式，凝练科研特色方向
科研基地是开展学科交叉、进行科技创新的主要舞台，是汇聚科技人才的基地。以学科建设为龙头，依托学科优势，构建科技创新研究平台，有利于发挥学校的特色和优势，提升科技创新能力和办学水平。学校坚持以重点实验室、研究中心等创新平台为依托，以重大项目为牵引，加强创新人才的汇聚和科技创新团队的建设，整合资源，着力构建开放、共享的创新平台体系。建立“开放、流动、竞争、协作”的运行机制，在管理体制改革上勇于突破旧框架，做到责权利高度统一，让科研基地负责人享有充分的人事调配权、财务支配权、设备购置使用管理权和成果所有权。
学校依托石油石化学科优势，整合学科和科技资源，集中优势，率先发展，以此带动和辐射相关学科和科研基地发展。在重点支持优势学科和科研基地优先发展的同时。从科学技术的发展趋势和国家现代化建设的需要出发，创造条件使相关学科和科研基地蓄势发展，在“高、精、尖”上做文章。对有发展潜力的学科和科研基地。明确发展目标，积极培育，把其潜在的优势变为现实优势，逐渐形成“拳头”学科和科研基地。重点建设对学校科技创新工作具有推动作用的石油与天然气工程学科群、机械工程学科群、仪器科学与技术学科群、化学化工学科群，同时，建立一批学科交叉平台，不断形成新的学科增长点，构建相互依托、相互支撑的学科体系。在建设好传统优势学科的同时，根据国家石油石化工业发展和地方经济社会发展需要，培育和建设新兴学科，使其在互渗互动的工作格局中寻求交叉点和生长点。在学科交叉过程中孕育了新的研究方向，学校适时组建了“特种增产技术重点实验室”、“光电传感测并重点实验室”、“油气资源经济管理研究中心”、“钻机控制技术重点实验室”、“油气田环境污染控制技术与储层保护重点实验室”等十多个学科交叉、特色鲜明的创新平台。
创新服务方式，服务地方经济建设
学校充分发挥石油石化学科和地缘优势，坚持“开门办学，联合共建”的方针，与陕西省石油石化企事业单位：在科技开发、联合攻关、人才培养、基地建设等方面全面合作。着力构建科技创新服务平台，为石油石化企业和地方经济社会发展提供高水平的智力支持。学校每年专门组织博士、教授团赴石油石化企业现场考察交流，不仅帮助企业解决技术难题，而且获得了一线科技研发信息，有力地促进了学校的科技工作。学校充分发挥教育科技资源优势，为企业技术人员的在职培训和继续教育提供服务，已先后为石油企事业单位举办石油工程、石油仪器、计算机技术与应用、企业管理、外语等培训班300多期，受训人员近2万人。
近年来，学校积极探索与企业产学研结合的新途径，按照“优势互补、资源共享、互惠互利、共同发展”的原则，从广度和深度两方面大力推进产学研结合。先后和多家省内外石油石化企业、科研院所建立新型校企合作关系，联合共建学科点和研发基地，充分利用企业、科研院所的设备、人员、资金等优势，建立科技创新转化平台。先后与长庆石油勘探局等多家企业互相开放实验室；与宝鸡石油钢管有限公司、中国石油集团测井有限公司、长庆油田公司联合共建国家级或省部级重点实验室和工程技术研究中心。
经过几年的发展，学校的科技创新体系建设初见成效，创新能力得到大幅度增强，服务国家和地方经济社会发展的水平显著增强，科学创新成果不断涌现。
发挥优势，创新能力和社会服务水平显著增强
光纤传感技术论文范文第5篇
1.1导言
实现电气二次设备状态检修研究，采取先进的技术手段进行二次设备管理方法的改进，完成二次设备科学化、制度化以及程序化的状态检修具有以下几个方面的实际意义：
1）有效减轻对电网的损害，大大减少盲目停电的几率，提高电力企业经济效益；
2）能够对系统故障及时诊断，协助电力人员有针对性的有效排除故障，大大提升供电系统的可靠性；
3）对电力设备准确地进行寿命评估与安全评价，确保系统始终在可控范围内。
2 智能变电站二次设备状态监测
状态检修就是以利用各种传感技术和自检技术对设备进行状态监测为基础，以对获得的状态信息进行全面采集和综合分析，并结合二次设备运行、试验、检修的历史资料、设备基础资料、家族性资料等等信息根据设备的运行状况预测设备状况发展趋势、预知设备故障、发现设备缺陷为重要手段，以进行设备状态评估、风险评估，制定更加科学、更加经济的检修策略（检修时间和检修项目）为最终目的。智能变电站二次设备系统的状态监测范围就是站控层、间隔层以及过程层之间的联系，如智能组件输入一致性信息、双重化合并单元、保护电流与测量电流一致性信息、跳闸回路自检信息、网络工作状态信息、装置自检信息等，从而实现了智能变电站告警及分析决策，为二次系统状态检修提供了有力的信息基础。其中主要监测信息包括以下几个方面[3]。
2.1 故障录波信息
故障录波系统是进行电网故障诊断的“黑厘子”，所采集的信息包括电网的模拟量信息、变电站内相关断路器的状态信息、所有保护装置的出口跳闹信息、各种保护装置的定值、保护动作事件等，故障录波器在系统故障时根据所设定的时间记录并生成相应的故障文件，一般含故障前、故障时、故障后重合闹及重合闹于故障或重合成功的完整过程。
2.2 综合报警信息
变电站故障诊断重点关注所设计的综合性自动化系统的相关故障报警信息，主要是通过故障特征信息推断相关故障设备及故障原因[33]。故障诊断所需告警主要有保护装置异常；合并单元异常；测控装置异常；怨鼗构异常信号；交流电源故障；直流电源故障等。
1）IED装置异常告警
开关智能组件、测控装置、保护装置以及合并单元四部分是IED装置的重要组成部分，其工作状态信息在二次系统故障诊断中也是最为重要的。
2）断路器在线监测告警
针对断路器及其操作机构，控制回路的工况和主要运行参数，采用断路器进行监视，一旦检测到异常信号便立即发出告警信号。
3）电源系统告警
直流系统及交流系统是变电站两种用电源系统，任何电源系统出现故障均有可能导致变电站内部电力设备功能失效，这需要对电源告警信息进行详细分析。
2.3通信网络在线监视信息
通信网络监视分为物理连接监视、终端监视、网络配置监测及逻辑连接监视。
（1）物理连接监视
物理连接与通信协议无关，是反映通信介质（如光纤）和网络接口的运行状况。因此物理连接监视主要是监视物理连接的健康状况。
（2）终端监视
在终端内植入“软件传感器”，通过终端的自检能力实现对终端运行情况进行监视。
（3）网络配置监视
配置错误或是物理装S的加入或退出均可能导致网络拓扑结构发生较大的变化。因此，从网络的角度对配置进行监视，若监测到网络拓扑结构发生变化，则告警信号立即被触发。
（4）逻辑连接监视
网络分析主机需要对变电站内基于IEC 61850协议的通信全过程进行报文监视及详细分析，其主要包括MMS通信、GOOSE通信和SV采样值通信的记录报文分析，并给出相关的分析结果。
3 故障诊断方法
故障诊断过程是二次设备状态检修当中最重要的环节，故障诊断技术通过结合专家知识库当中储存大量相关领域经验与知识，建立在前述的状态信息监测的基础上，对二次设备运行状态信息进行提取，最后以一定的决策方式判断、推理信息内在意义，判断故障是否存在，如故障存在，进一步确定故障出现的位置、原因及其性质，得出正确的结论，对检修计划进行指导[4]。
3.1处理报警信息：监控主站按照报警信息的类型将实时信息、历史信息以及设备运行状态信息进行分类处理。对保护的健康水平进行分析，通过对实时报警信息的综合分析确认设备的状态。
3.2 信息确认：为确认报警信息的可信度，采用继电保护工程师站的控制功能，下发控制命令至子站保护装置进行确认。
3.3 专家分析系统的构建：根据接收到的保护装置报警信息及其相关设备信息，采用一定的推理规则推理分析，再结合工作人员的的经验对诊断保护装置的异常进行推断。这种分析过程采用数学表达式无法描述，而运用计算机人工智能能够对处理这类问题的过程进行模拟，在融合人的经验的同时具备一定的学习能力。
3.4故障诊断定位
1）对报警报文进行分析；
2）二次设备故障点的定位，采用保护工程师站对保护装置的硬件、运行参数以及二次回路的状态变化进行监测；
3）二次设备故障点性质分析，通过多对保护装置、相关保护以及电网的运行参数的运行状态综合分析故障点性质。
3.5知识库建立
3.5.1规则库：规则库是指推理规则诊断的依据，如下为几种类型的规则：
1）厂站系统的复位启动
2）厂站报文的误发
3）二次系统交流回路异常
4）直流系统电压异常
3.5.2资料库
1） 静态资料库：图纸、说明书及其保护配置。
2） 动态资料库：设备缺陷、运行定值、运行状态及其相关的跳闸逻辑。
3） 运行资料库：保护装置动作历史记录及其行为评价，历史告警信息报文，设备故障时的启动情况。
4） 运行经验：自检报警过程中对保护装置的运行情况的影响及其处理方式，对故障诊断、校核自检报文可信度记录。
4.二次设备状态评价方法
目前已有大量文献对电气设备状态评价进行了研究分析，但由于我国的电气设备状态评价技术起步较晚，其研究仍还处于摸索阶段。
4.1层次分析法
由于层次分析法具有将定性和定量分析结合、所需定量数据信息较少、便于理解、系统化等优点，合适于确定状态评价体系的指标权重。
4.2设备评分法
国内通过首先在电网内部推行《输变电设备状态检修试验规程》以及主要电气设备的状态评价导则促进状态检修的进程推进。根据该导则规定，由部件评价和整体评价两部分组成设备的状态评价。
4.3模糊评价法
模糊评价法是将模糊数学以及模糊统计方法应用到设备的评价过程当中，综合考虑评价设备的各个影响因素，通过模糊评判的标准化处理设备的状态评价指标后，得出隶属度向量，对所有的评价指标的隶属度向量进行合成，最终得到设备的综合评价结果。
参考文献
[1]高翔.智能变电站技术[M].北京：中国电力出版社，2012.4
[2]伍轶君.谈继电保护可靠性与检修[J].中国科技财富，2009， 33（2）：11-14.
光纤传感技术论文范文第6篇
关键词：光电信息工程专业；课程体系；现状；必要性；策略
光电信息工程专业是一门融合了光学、电子学、机械学、计算机科学的交叉性学科，被广泛应用于电子信息学、光纤通信、光电子学等领域之中，是我国高校各专业之中，最为重要的理工类专业之一。近年来，随着国家对教育事业的扶持力度越来越大，在高校专业教育教学方面的要求也更加明确，如何高效培养具有光电信息工程专业知识与专业技能的人才，使其投身于国家各行各业光电信息技术研究、开发、管理等工作中，促使我国光电信息工程技术不断取得新突破，这已经成为高校光电信息工程专业教学者、管理者、国家教育部门重点关注的工作内容。基于这一点，笔者认为应该首先从开办有光电信息工程专业的高校，在课程体系方面进行构建与完善，适当增加与删减专业课程，突出本院校的光电西夏女工程专业特色，结合市场需求进行定向式专业人才培养的课程体系改革。
1.光电信息工程专业课程体系构建的现状
结合有关高校的光电信息工程专业课程体系构建情况与教学工作效率来看，笔者认为当前我国光电信息工程专业课程体系的构建现状，其主要特点可以归纳为以下三个方面：第一，高校光电信息工程专业课程体系的构建思路与实际工作正在不断完善与深入中，但是由于受到我国专业教材更新慢、教学基础设施不完善等问题的影响，导致光电信息工程专业课程体系的构建处于缓慢发展的阶段，无法与高速发展的光电信息工程科学与日益迫切需求的市场人才要求相符合，极大的影响了我国高校对光电信息工程专业人才的培养工作。第二，高校光电信息工程专业课程体系主要包括了物理光学、信息光学、电路、基础电子技术、集成电子技术、信号与系统、数字信号处理、激光原理与技术、光电传感技术、光电仪器设计、数字图像处理、光纤通讯、计算机原理、单片机原理、自动控制原理、精密机械学等众多学科，在课程体系的构建上具有非常大的难度，在这方面，我国高校管理者与光电西夏女工程专业的领头人、教学者对课程体系构建的能力有待进一步提高。第三，我国光电信息工程专业的课程体系，其制定在当前阶段，主要还是考虑到对教师教学工作的合理分配与有序安排，而不是为了更好的搭配教学科目、提高教学效果而进行课程体系构建的，所以，从这一点上来讲，高校光电信息工程专业课程体系的目的性不合理，需要在今后我国高校光电信息工程专业的课程体系构建与完善过程中，重视对专业各科目的合理搭配与次序排列，促使教学连贯与相互联系，使学生对光电信息工程专业的知识学习与技能掌握更加高效。
2.光电信息工程专业课程体系构建的必要性分析
根据各大高校踊跃开办光电信息工程专业与国外光电信息工程专业的开办情况来看，笔者认为构建光电信息工程专业课程体系的必要性，主要体现在以下三个方面：第一，加强光电信息工程专业课程体系构建工作，是高校提升自身专业竞争力、教学质量的必要举措，通过对光电信息工程专业课程的合理选择与科学排列，促使教学工作环环相扣、井然有序，学生的学习生活也更加的有规律，能够跟上教师的教学步伐，并提高了学生的学习效率，促使高校培养出的专业人才在知识与技能方面，要优胜于其他高校，使高校自身的专业地位在全国高校中得以提升。第二，光电信息工程专业课程体系的构建与完善，是我国教育部门明确规定的具体要求，随着近年来高校在光电信息工程专业上的不断扩展，以及光电信息工程专业内容的不断丰富，高校的光电信息工程专业课程体系也应当跟上时展的脚步，通过结合高校自身发展的实际情况与教学体系、师资力量的配备，合理的构建课程体系，使光电信息工程专业的教学工作在合理的课程体系下，发挥出积极的教学作用。第三，国外高校光电信息工程专业的课程体系，有别于我国高校的光电信息工程专业的课程体系，由于国外高校的教学专业实施齐全、教学思路开放，所以国外光电信息工程教学更多的倾向于实践与理论并行的教学方式，在课程体系上自然也是理论课与实践课相辅相成，而我国光电信息工程专业的教学工作，则受到这一方面的限制，主要是进行理论教学，课程体系上也就过多的偏向于理论课，并且在不同学科的理论课排列上缺乏考虑，经常出现这一堂课与下一堂的教学内容，发生大的跳跃式改变。
3.构建与完善高校光电信息工程专业课程体系的理性策略
3.1通过国家教育政策与地方教育部门，加强高校光电信息工程专业课程体系构建与完善工作的监管力度
我国光电信息工程专业课程体系的构建与完善，其最有效的动力就是国家政策的合理规定与地方教育部门的有效监督管理，如果脱离了这两个方面的帮助与监管，我国高校光电信心工程专业的课程体系改革工作，就常常会成为纸上谈兵，只喊口号不作为。因此，笔者认为我国教育部门，应该针对我国各大高校光电信息工程课程体系的具体情况，提出合理的改进意见，并由地方教育局对本地区高校的课程体系改革工作进行监督管理，确保光电信息工程专业课程体系改革的有序进行。作为我国高校光电信息工程专业课程体系监管的主要力量，国家及地方教育部门要切实履行自身的教育工作监督与管理的职责，及时发现必指出光电信息工程专业课程体系构建的不足之处，结合相关教育专家的意见，提出完善建议。
3.2加强高校师资力量建设，丰富高校光电信息工程专业课程内容，加深对国内外高校课程体系的经验交流与学习
我国光电信息工程专业的课程体系构建与完善，应当从自身的教师团队上寻找原因，由于从事光电信息工程专业教学的人员在专业能力与课程规划能力上的不足，以及各科教师的缺乏，导致课程体系的制定偏向于教师教学任务的分配，忽视了利用课程的合理搭配来提升教学质量，所以必须要加强高校的师资力量建设，确保光电信息工程专业教师的充足。另外，应当结合目前国际中最新的光电信息专业的知识与技术，及时对教学教材与教学知识进行更新与完善，像学生传递最新的专业知识与技能。同时，结合国外高校在光电信息工程专业课程体系上的优势进行分析，发现自身的不足之处，加深国内外对课程体系构建的经验交流与学习，进一步完善我国高校光电信息工程专业的课程体系，使其更加合理化、高效化。
4.总结
我国高校光电信息工程专业课程体系的构建与完善，应当深入了解我国各大高校在光电信息工程专业课程体系构建上方面的实际情况，明确课程体系构建的重要性，通过国家教育政策与地方教育部门，加强高校光电信息工程专业课程体系构建与完善工作的监管力度，加强高校师资力量建设，丰富高校光电信息工程专业课程内容，加深对国内外高校课程体系的经验交流与学习等措施，进一步完善我国光电信息工程专业的课程体系，从而取得更好的教学效果，为我国输送更多的具有扎实专业知识与技能的光电信息工程专业人才。
参考文献
[1] 刘文耀，王晋疆，“光电信息工程”学科专业课程体系的构建[A]，光电技术与系统文选――中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C]；2005.