基于主动加热光纤法的冻土相变温度场特征分析     

吴冰  朱鸿鹄  曹鼎峰  王家琛  魏广庆  施斌 《工程地质学报》2019,27(5):1093-1100

冻土温度场分析对于冻土特性研究及冻土地区工程建设具有重要的作用,而冰水相变所产生的相变潜热大大增加了冻土温度场分析的复杂性。针对该问题,基于线热源模型和冻土传热基本理论,在考虑未冻水和相变潜热的情况下计算了冻土导热系数、体积热容和相变热容,分析其与测量初始温度的关系;在分析结果的基础上,对冻土含冰量的光纤测量技术进行了理论修正。基于主动加热光纤（AHFO）法,开展了一系列室内验证试验:在恒定的加热功率和时间下,采用自主研发的光纤光栅（FBG）刚玉管传感器,对同一初始含水量的冻土试样进行温度监测。结果表明:在本文试验条件下,FBG刚玉管传感器的影响半径小于5 cm,可以忽略边界效应;传感器所测温度增量与时间对数线性关系良好,主动加热对于冻土导热系数影响较小,线源模型适用于冻土导热系数测量;冻土导热系数与试验初始温度呈线性增长关系;在初始温度低于-6 ℃时,相变热容趋于稳定;在-6~0 ℃时,相变热容随温度升高逐渐增大,且变化趋势愈渐强烈;当初始温度高于-5 ℃时,相变热容甚至大于冻土自身的体积热容。相关结论为进一步提高冻土含冰量测试技术的精度提供了参考。  相似文献   

面向深地探测的光纤重力梯度仪测量原理与研制进展     

王文伯  陈彦钧  朱兰鑫  黄慧敏  操玉文  曹新宇  周子奇  周桐  何妍  时方朔  李正斌 《地球物理学报》2024,(2):809-819

发展深地探测技术对于推进地球物理发展有重要意义.基于重力梯度的深地传感技术具备自身独有的优势,可以有效弥补现有主要方法的局限.本文提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的重力梯度测量原理,将重力梯度转化为角加速度并利用光纤角加速度计进行精密传感.本文设计了重力梯度原型样机,并利用ANSYS有限元仿真论证了其可行性与稳定性,在此基础上对光纤重力梯度原型样机进行了长达14天的连续静态测试,得到角加速度测量本底噪声低于3×10^-10rad·s^-2·Hz^-1/2,对应重力梯度测量噪声达0.68 E·Hz^-1/2.基于光纤Sagnac干涉仪的重力梯度测量没有对传感单元一致性的要求,无需复杂的环境控制与辅助设备,测试结果展现了其高灵敏度特性以及应用于深地探测的巨大潜力.  相似文献   

地理空间传感网融合服务技术与应用     

陈能成  肖长江  杨超  王伟 《地球信息科学学报》2020,22(1):11-20

随着遥感数据网、传感网、物联网和人工智能的发展,逐渐形成空天地海立体化、集成化和一体化的地理空间传感网。地理空间传感网感知资源呈现出多源、异构和分散的特征,面向多层次用户个性化、即时化和智能化应用需求,存在异构资源共享管理、多协议实时接入、时空无缝感知、自动化感知和精准预测等技术挑战。静态地理信息服务由于无法提供鲜活的地理信息,难以满足地理事件的综合监测、决策预警和聚焦应用需求,急需发展地理空间传感网融合服务技术和实时动态地理信息服务平台。本文围绕信息物理网环境下空天地海观测平台的观测高效共享和融合服务问题,提出了传感网观测共享信息模型和点面观测协同无缝重建模型,突破了观测在线接入、集成管理、星地融合、时空预测和聚焦服务等地理空间传感网融合服务关键技术,研制了包含“感—联—知—控”等功能的传感网时空信息网络感知服务系统GeoSensor,介绍了GeoSensor在流域、海洋和城市等典型应用。未来将进一步发展“人—水—城”智能感知认知理论,突破“空天地海人”群智感知、空间智能和认知服务技术,开展长江经济带应用。  相似文献   

绝对重力仪激光器光纤对准调节方法概述     

任敏拴  商永杰  郑文科  康胜军  赵丕 《大地测量与地球动力学》2020,40(9):981-984

绝对重力仪激光器光纤由于应力变化、形状改变、震动或耦合器维护等原因破坏了输出激光的偏振态,使其在光纤内的传输变得非常不稳定,导致光纤输出激光的消光比值小于100,无法满足绝对重力观测条件。针对该问题,介绍了光纤对准调节的方法,通过设计消光比检测装置检验消光比值是否大于100。对#181和#250两台WEO100型He-Ne激光器的光纤进行对准调节实验,并通过消光比检测装置实测,两台激光器输出的光束消光比值满足绝对重力测量的条件,表明该对准调节方法科学有效。  相似文献   

光纤传感的后起之秀——分布式传感     

张锦龙  王拥军  田凤  张郑琰 《南京气象学院学报》2017,9(2):174-178

随着对光纤中非线性效应研究的不断深入,光纤分布式传感器得到了广泛的研究和应用.本文介绍了光纤传感的应用领域,综述了基于布里渊散射、拉曼散射及瑞利散射3种散射光实现不同类型光纤分布式传感的原理,最后从光纤分布式传感优势方面对其未来发展方向进行了展望.  相似文献   

现代变形监测技术的发展现状与展望   总被引：10，自引：7，他引：3  

卫建东 《测绘科学》2007,32(6):10-13

本文对现代变形监测技术从空间、地面、地下三个方面的最新发展入手,综述了各技术目前的应用现状,客观分析了测量机器人、GPS、三维激光扫描、光纤传感器、D-InSAR等技术在变形监测领域应用的特点、优势与不足。提出了随着现代通讯网络技术和G IS技术的发展,变形监测将逐步实现数据获取的自动化,监测设备多层次的集优化,变形数据分析与预警的信息化。  相似文献   

测量岩体动应变的应变砖     

仲跻云 《岩土力学》1983,4(1):87-91

岩体自由场的动应变测量,是在岩体中打一个钻孔,将传感器埋入其中;在动荷载的作用下,岩体发生变形时,传感器应随着岩体产生相应的变形。这样,才能真实地反映岩体的变形。然而,在实际工作中,传感器测出的变形往往很难与岩体真正的变形相一致.原因是在岩体中打了一个钻孔之后,局部破坏了岩体的天然应力场;其次,传感器与岩体为两种不同特征阻抗的介质.当应力波到达不同介质的界面时,将产生折射和反射现象,因此使测量带来一定的误差。  相似文献   

天然气水合物开采井CH4-CO2光纤气体传感监测仪器研发     

《海洋地质前沿》2021,37(10)

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流变应力恢复法压力传感器传感单元方位布设研究     

《岩土力学》2020,(1)

实时测量深部三维地应力场分布及扰动规律对工程岩体稳定性分析至关重要,但目前仍缺乏成熟的针对深部软弱围岩的地应力测试技术及配套仪器。首先详细介绍了深部软岩地应力测试方法流变应力恢复法的原理与技术,随后针对岩体压力传感器传感单元的方位合理布设问题展开了深入的理论分析。研究结果表明:如果六向压力传感器上半球的3个传感面法向布设为两两相互垂直,则下半球的3个传感面法向不能布设为两两相互垂直;如果上半球的3个传感面法向布设为两两相互垂直,则下半球的3个传感面法向不能与上半球的3个传感面法向平行,且下半球的3个传感面中不能有两个法向同时垂直于上半球任一传感面法向,下半球3个传感面法向与x、y和z轴的方向余弦值最好相差不大,且不能接近于两两相互垂直;如果上半球的3个传感面法向不两两相互垂直,从设计角度考虑列举了一种情形:上半球的3个传感面法向布设为与水平面夹角为45°,下半球的3个传感面法向与水平面夹角30°,上下半球的传感面法向在Oxy水平面上投影的夹角为60°,计算结果显示,此种布置方式是其中一种科学合理的布置方式。  相似文献   

光纤陀螺二位置寻北结果的测量不确定度评定     

马小辉  蒋理兴  刘思伟 《测绘科学》2010,35(5):21-23

二位置寻北由于其实现简单,成为光纤陀螺寻北的一种重要方案。如何对二位置寻北方案的测量结果进行准确而可靠的评价,对该方案在光纤陀螺寻北中的应用具有指导意义。本文针对一般评价方法的局限性,提出用测量不确定度的评价方法对光纤陀螺二位置寻北方案进行分析。基于二位置寻北的数学模型,给出了其测量不确定度分析的具体过程。实例计算表明,测量不确定度为光纤陀螺二位置寻北提供了一种准确的评定方法,可用于对各种寻北方案进行分析与评价。  相似文献