BOTDR现状
- 格式:doc
- 大小:49.00 KB
- 文档页数:3
国内外机器人发展的现状及发展动向一、国内机器人发展现状及动向近年来,中国机器人产业快速发展,成为全球机器人市场的重要参预者。
以下是国内机器人发展的现状及发展动向的详细描述:1. 市场规模持续扩大:根据中国机器人产业联盟的数据,2022年中国机器人市场规模达到300亿元人民币,同比增长约15%。
估计未来几年,中国机器人市场将继续保持增长势头。
2. 应用领域广泛:中国机器人应用领域涵盖工业创造、服务业、医疗保健等多个领域。
在工业创造领域,机器人广泛应用于汽车创造、电子创造、物流仓储等行业。
在服务业领域,机器人被应用于酒店、餐饮、零售等场景。
在医疗保健领域,机器人被用于手术辅助、康复护理等方面。
3. 技术水平不断提升:中国机器人企业在技术研发和创新方面取得了显著发展。
例如,人工智能、机器视觉、物联网等先进技术的应用,使得机器人具备了更强的智能化和自主性能。
同时,中国机器人企业还在机器人控制系统、传感器技术、运动控制等方面进行了突破,提高了机器人的精度和稳定性。
4. 产业政策支持力度加大:为推动机器人产业发展,中国政府出台了一系列支持政策,包括财税优惠、研发资金支持、人材培养等方面的政策措施。
这些政策的出台,为机器人企业提供了更好的发展环境和条件。
5. 人工智能与机器人融合:人工智能技术的快速发展为机器人产业带来了新的机遇。
人工智能与机器人的融合,使得机器人具备了更强的学习和适应能力,能够更好地满足人们的需求。
例如,无人驾驶汽车、智能家居机器人等产品的浮现,改变了人们的生活方式。
二、国际机器人发展现状及动向除了国内机器人发展,国际机器人市场也呈现出快速增长的趋势。
以下是国际机器人发展的现状及发展动向的详细描述:1. 市场规模持续扩大:国际机器人市场规模不断扩大,估计到2025年,全球机器人市场规模将达到3000亿美元。
亚洲地区是全球机器人市场的主要增长引擎,其中中国市场占领重要地位。
2. 应用领域日益广泛:国际机器人应用领域不断扩展,除了工业创造、服务业、医疗保健等传统领域外,机器人还被应用于农业、建造、航天航空等领域。
国内外ABB工业机器人发展现状一、技术创新与进步近年来,ABB工业机器人技术不断创新和进步,主要体现在以下几个方面:1. 硬件性能提升:随着技术的不断发展,ABB工业机器人的硬件性能得到了显著提升,包括更高的精度、更快的速度、更高的稳定性等。
2. 软件技术发展:ABB工业机器人不断加强软件开发和应用,引入人工智能、大数据、云计算等先进技术,提高了机器人的智能化水平。
3. 感知技术进步:ABB工业机器人通过引入传感器、摄像头等感知设备,实现了对周围环境的感知和识别,提高了机器人的自主导航和避障能力。
二、市场规模与增长随着工业自动化和智能制造的不断发展,ABB工业机器人市场规模不断扩大,呈现出快速增长的态势。
同时,随着技术的不断进步和应用领域的拓展,ABB工业机器人市场还有很大的增长空间。
三、应用领域拓展ABB工业机器人已经广泛应用于汽车制造、电子制造、机械制造、食品加工等多个领域。
随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,ABB工业机器人的应用领域还将进一步扩大。
四、产业链完善ABB工业机器人产业链不断完善,包括核心零部件制造、机器人本体制造、系统集成应用等多个环节。
随着产业链的完善,ABB工业机器人的生产成本不断降低,市场竞争力不断提升。
五、政策支持与推动各国政府都在加强对工业机器人产业的支持和推动,出台了一系列政策措施,为ABB 工业机器人的发展提供了有力保障。
同时,各国政府还加强了对机器人技术研发和应用的投入,推动了ABB工业机器人的技术创新和应用拓展。
六、市场竞争与合作ABB工业机器人在市场上面临着来自国内外众多企业的竞争。
为了保持市场竞争力,ABB 不断加强技术创新和产品升级,同时积极寻求与其他企业的合作,共同推动工业机器人产业的发展。
七、人才培养与引进随着工业机器人技术的不断发展和应用领域的不断拓展,对相关人才的需求也不断增加。
ABB公司重视人才培养和引进工作,通过建立完善的人才培养机制和引进高素质人才,为公司的技术创新和应用拓展提供了有力支持。
BOTDR分布式传感系统引言分布式光纤传感器相对传统电传感器来说有着明显的优势。
近来,基于内置光纤光栅(FBG)技术的传感器得到了广泛的应用。
这是一种典型的准分布式传感器,它主要用来对多点进行温度和应力的探测。
然而,这种准分布式传感有一个很大的缺点,那就是它的探测仅仅局限于那些内置FBG的特殊位置,它不能提供沿光纤方向全分布的温度和应力的信息,而且随着内置FBG数量的增加,系统配置的成本将迅速增加。
另外,对于由FBG构成的探测系统来引言分布式光纤传感器相对传统电传感器来说有着明显的优势。
近来,基于内置光纤光栅(FBG)技术的传感器得到了广泛的应用。
这是一种典型的准分布式传感器,它主要用来对多点进行温度和应力的探测。
然而,这种准分布式传感有一个很大的缺点,那就是它的探测仅仅局限于那些内置FBG的特殊位置,它不能提供沿光纤方向全分布的温度和应力的信息,而且随着内置FBG数量的增加,系统配置的成本将迅速增加。
另外,对于由FBG构成的探测系统来说,它需要有很高精度的波长解调设备才能组网。
随着光纤技术的发展,基于光纤非线性效应的全分布式光纤传感系统正在快速改变这种局面。
它是一种真正的传、感合一的全分布式探测系统。
基于喇曼散射的分布式传感系统目前已经得到广泛应用。
但是,这种探测系统只能对温度进行探测,对应力不敏感;而且这个系统灵敏度不高,温度精度为1oC,空间精度为1米;由于喇曼散射后返回的信号非常弱,它要比瑞利散射强度弱20-30dB,探测距离也只能在10-20公里之内。
为了提高探测距离,因此常常需要脉冲峰值功率很高的脉冲激光光源。
鉴于基于喇曼散射传感系统的种种不足,基于布里渊时域反射(BOTDR)的传感系统正在快速发展。
它采用标准的通讯单模光纤作为传感元件,它能提供上百公里的温度和应力的同时探测能力。
相对基于喇曼散射的传感系统来说,BOTDR传感系统有以下几个方面的优点:1)它能同时对温度和应力进行探测;2)测量灵敏度高,温度为0.2oC,应力为4με;3)探测作用距离远,能达到100公里,空间分辨率达到5米;4)成本费用低。
第31卷第5期辽宁工程技术大学学报(自然科学版)2012年10月V ol.31No.5Journal of Liaoning Technical University (Natural Science )Oct.2012收稿日期:2012-05-16作者简介:王帅(1984-),男,山东青岛人,博士研究生,主要从事矿井应力监测向研究.本文编校:朱艳华文章编号:1008-0562(2012)05-0774-04基于的矿井冒顶坍塌事故全方位监测王帅1,栾丽君2,邰秀江3(1.辽宁工程技术大学研究生学院,辽宁阜新123000;2.青岛科技大学信息学院,山东青岛266061;3.阜新福传传感器有限公司,辽宁阜新123000)摘要:为了实现对矿井巷道及顶板的全方位实时应力监测,解决煤矿的冒顶、坍塌问题,采用理论分析和试验的方法,利用自发布里渊背向散射的分布式光纤应力传感技术可持续监测应力变化的特性,设计网格状结构的分布式光纤传感器网络,并与高速数据采集电路结合起来.研究结果表明:采用模糊控制理论来提高监测外界应力变化的精度及准确度,预测直接顶失稳及巷道围岩形变等导致的煤矿地质灾害的发生.研究结论突破了传统的单点式测量,为矿井的施工安全提供了更有利的保证.关键词:煤矿冒顶;全方位监测;BOTDR 技术;网格状结构;实时监测;背向散射;巷道监测;光纤传感器中图分类号:X 43文献标志码:AAll directional real-time monitoring on roof fall and collapse in coalminesbased on BOTDR techniqueWANG Shuai 1,LUAN Lijun 2,TAI Xiujiang 3(1.Gra dua te School,Liaoning Technical University,Fuxin 123000,China;2.School of Infor ma tion Technology,Qingdao Univer sity of Science &Technology ,Q ingda o 266061,China;3.Fuxin FuchuanSensor Ltd.Co.,Fuxin 123000,China)Abstra ct:Roof fall and collapse has been a major technological problem in coal mine construction.The recent mine disasters are mainly due to insufficient monitoring on the excavation and mining operation.This study will discuss how to achieve a real-time and safe monitoring on direct roof in a drivage roadway.In this study,a Brillouin back scattering distributed optical fiber sensor technique is used to monitor the stress variations and transmit the data through a high-speed data collection line.In this way,the accuracy of data collection and the speed of hazard forecast have been greatly improved in unstable roof roadway.Key words:coal mine roof falling;overall and real time monitoring;BOTDR;grid structure;real-time monitoring;Backscattering;roadway monitoring;Optical fiber sensor0引言煤矿冒顶、坍塌一直是煤矿施工过程中的重大科技问题,近年来绝大多数矿难都是因为对开挖、开采对象安全监测不够而发生的冒顶、坍塌等问题.如何实现对采煤工作面后方的直接顶的实时安全监控和对巷道全方位的实时监测是本文研究的重点内容.本文利用自发布里渊背向散射的分布式光纤应力传感技术可持续监测应力变化的特性,设计网格状结构的分布式光纤传感器网络,来提高监测外界应力变化的精度及准确度,预测直接顶失稳及巷道围岩形变等导致的煤矿地质灾害的发生.1国内矿井的应力监测现状1.1国内矿井顶板及巷道监测现状冒顶事故一直以来都是困扰着中国煤矿安全生产的重大问题.冒顶事故占所有煤矿事故的50%以上,死亡人数占所有煤矿事故的60%以上.为了解决冒顶事故,中国很多科研机构力求通过各种科研手段对煤矿冒顶事故进行实时监测和预警.中国现有的矿山压力监测仪按照其工作原理,大致可分为以下几类:机械式、液压式、电磁式、声学式.有如此多的监测仪器,为什么中国还频频发生冒顶事故?最为重要的一个原因就是这些仪器都只能做第5期王帅,等:基于BOTDR的矿井冒顶坍塌事故全方位监测775单点测量.也就是说,这些仪器的测量点位和布置传感器的数量是对等的.例如:现在很多煤矿都是用传统的液压式传感器来监测巷道实时的受力情况,但只能30m或者50m铺设一个传感器进行监测,而无法做到全方位的监测,而且随着挖掘深度的递增,还需要架设更多得传感器,白白的增加了运营成本.所以能够全方位实时监测顶板、及巷道围岩所受到的应力是时下很需要解决的问题.1.2光纤分布式传感器与传统传感器相比的优越性光纤传感器是采用光作为信号的载体,其主要的材质是二氧化硅.光纤传感器具有防潮湿,防水,耐腐蚀,耐高温,对电磁的干扰也有很好的抗性,适用于很多比较恶劣的环境.与传统的传感器相比,有更好的耐久性.时下的大型或超大型工程,如边坡,海底隧道等等,其沿线施工范围一般为数十公里甚至上百公里,这样的纵深距离要想用传统的传感器来实现全方位的实时监测是非常困难的.以光纤作为传感器就可以很好的解决这样的问题,光纤本身造价低廉,既可以作为传感器又可以作为信号的传输媒介,只需设计好光纤的铺设方案就可以很好的实现全方位的监测.1.3顶板及巷道的全方位实时监测对于顶板及巷道的全方位的实时监测也变得越来越有意义.中国的煤炭资源储量非常丰富,已经探测到的煤矿资源占世界煤矿资源总储量的十分之一.但是在已探明的煤矿资源中,有53%的资源都深埋在地下1000m以下,这些资源都需要深层开采.但深层开采矿压大,巷道围岩软易形变,地质条件复杂.由于现在的勘探技术有限,要想在勘察阶段就比较准确的确定地下工程的地质环境问题是极其困难的.所以,除了要对地质条件进行超前预报,对整个施工沿线所受应力的实时的全方位的监测变得尤为重要.通过全方位的监测,为施工过程可能形成的灾害及时提供信息,使之采取措施,能及时发现异常情况,防止可能出现的灾害性事故.2BOTDR技术的基本原理2.1BOTDR原理简介影响布里渊散射的因素主要有温度和应变,当光线的轴向发生了温度或者应力的改变时,光信号的背向布里渊散射光的频率将会发生偏移,频率的偏移量与温度和应力的变化呈良好的线性关系.所以只需要在光线的末端监测频率的偏移量就可以得到光线沿线上温度和应变的分布信息.2.2BOTDR应变测量原理及过程光信号受温度的影响发生逆向的频率偏移,受应力的影响其频率发生正向偏移,这样,就可以利用其偏移特点,对所受应力和温度加以监测,图1就是其测量原理.图1BOTDR应变测量原理图Fig.1strain measuring principle of BOTDR BOTDR应变测量的目的是计算光纤的应变以及光纤任意一点至入射端的距离.实现方法是使用光线传感器测量仪器,依据布里渊频移现象监测光纤的应变百分比,在超过一定应变时计算受力的具体位置并发出警报.3传感光纤及网格状结构的布线方法3.1传感光纤布线方式利用BOTDR技术进行巷道顶板实时监控和围岩形变测量,考虑到复杂多变的井下自然环境,把接着方式分为全面接着和定点接着两种,见图2,并且根据顶板的岩层结构和巷道的支护特点,其传感光纤可贴附在岩土表面,也可植入岩土结构.图2定点接着与全面接着Fig.2partially attached method and fully attached method 光纤全面接着定点接着120cm5cm环氧树脂10cm120cm脉冲光BOTDR光纤散射光功率距离Z1Z2(a)频率V B(0)V B(e)散射光功率BV B(0)V B(e)频率(c)散射光功率(b)Z1Z2距离辽宁工程技术大学学报(自然科学版)第31卷7763.2传感光纤网格状布线方法及监测原理(1)传感光纤的网状结构在铺设网格光纤结构的时候有一个基本要求,就是尽可能的采用一根光纤来完成整个网格的铺设.光纤脆,易折断,所以网格中的每个转角处都要符合光纤的材质特性(即不可以有90转弯),并尽量减少转角的数量;同时,要达到设施成本的平衡和监测精度的要求.光纤的网状结构布线优势.网状结构布线的光纤传感器不仅实现了由点到点、点到线的测量,更是完成了由线到面的测量.光纤传感器的网状结构的布线方法实现了对巷道围岩及顶板的实时的全方位的监测,为施工安全提供了进一步的保障.光纤网格结构的设计,选取一种简单的巷道表层结构来进行设计.首先,光纤的铺设采用全面接着的方式(为了实现全方位监测所以采用全面接着方式),整个巷道的沿线就是要监测的对象;其次,全面的接着还需要特定的工艺,选择一种实验效果良好的粘合剂(以环氧树脂为主)来粘合光纤与巷道围岩,并且按照之前设计好的铺设图纸把光纤粘合在巷道围岩的表面;最后,把存放冗余光纤的光纤终端盒接在铺设好的光纤末端.整个光纤网格铺设好后,巷道围岩的整体就基本完全的覆盖,通过对末端数据的测量与分析就可以探测出整个围岩任一点处的应力大小.图3为其系统结构.图3BOTDR 光纤网格应变监测系统Fig.3botdr optical fiber strain monitoring system for grid以中国目前主要采用的监测设备AQ8603为例,来说明光纤传感网的监测精度.AQ8603最大的分辨长度为1m.为了提高监测的灵敏度,这样在温度或者应力发生变化时,使网格的四条光纤传感器均能感应到,网格的边长规定为1m ,这样的监控分辨率也基本符合地下工程对的要求.(2)光纤网状结构检测原理光纤的网状结构在精度测量方面,设计的分布式的网格状结构充分的提高了在监测时对应力点确认的准确度和速度.比传统的测量方式优势在于能够实现对巷道及顶板的全方位的实时监测.图4中需要先把每个网格编号,然后在对巷道及顶板的应变监测中,当巷道或顶板受到应力的作用,光纤中的光信号的背向布里渊散射光的频率将发生偏移.这样利用监测设备(国家采用AQ8603)反应出的数据,就可以迅速的分析得出受到应力的一个或多个网格,具体的实际应变点在去现场做最后的确定.这样的监测方式也是从点到面,再从面到点的一个测量过程.图4光纤网格编号Fig.4optical fiber grid code本文设计的光线网状布线图是13*8的大小,见图4.这样的设计目的是为了使光纤接收终端收到的光纤传感器的4个信号可以在时间上充分的隔离,因为这104个网格中,每个小网格都是由两纵两横4个光纤传感器组成,所以这样的设计可以提高光纤信号检测的精度,能够更准确的判断应变点的位置.图5中,由光纤检测终端检测到的4个光纤传感器反馈回的信号分析,巷道的应变点产生在D7网格内,由于这四个光反馈信号在整根光纤上的位置是不同的,这样在时间上反馈的时域信号也就同样充分隔离.在数据观测上,分析光纤传感器网格和光纤反馈的时域信号的关系就可以很容易的确定应变点产生的位置,使巷道表层产生应力的点被唯一的确定.图5光纤网格应变测量原理Fig.5optical fiber strain measurement principle of the grid光纤终端合光纤隧道结构表层隧道监控中心观测数据的处理及隧道健康诊断存储传输子系统GP-IB 接口总线距离m应变%光纤应变点1光纤应变点2光纤应变点3光纤应变点4光纤应变点4光纤应变点1隧道表层应变点D7光纤应变点2光纤应变点3第5期王帅,等:基于BOTDR的矿井冒顶坍塌事故全方位监测7774结论(1)本文针对于传统的监测方法及传感器的监测性能,提出了新的、更为有效的光纤传感器监测方法,并且讨论了其布线方法及监测方式;(2)针对于传统的单点式的监测方式,提出了全方位的监测方式,不仅为巷道及顶板的监测提供了更为准确的全方位的监测数据,更是为井下的施工安全提供了更好的保证;(3)对于其布线方法,应针对于具体的实际问题具体分析,提出更为合理的布线方法.参考文献:[1]张丹,施斌,徐洪钟,等.BOTDR用于钢筋混凝土T型梁变形监测的试验研究[J].东南大学学报:自然科学版,2004,246(04):27-28.Zhang dan,Shi bin,Xu Hongzhong,etal.Research on RC T-Monit ering using BOTDR[J].Journal of Dongnan University:natural science,2004, 246(04):27-28.[2]黄民双,陈伟民,黄尚廉,等.基于Bri llouin散射的分布式光纤拉伸应变传感器的理论分析[J].光电工程,1995,264(04):122-124.Huang Mins huang,Chen W eimin,Huang Shanglian,et al.The application of optical fiber sensor with construct ion monitoring on Bril louin[J].Photoelectri city Project,1995,264(04):122-124.[3]杨林德,钟才根,曾进伦.基坑支护位移和安全性监测的动态预报[J]土木工程学报,1999,280(02):157-158.Yang Linde,Zhong Caigen,Ceng Jinglun.Forecas t of safety Monitor[J].Journal of Civil engineering,1999,280(02):157-158[4]刘元雪,郑颖人.光纤检测技术及其应用于岩土工程的关键问题研究[J].岩石力学与工程学报,1999,296(05):145-146.Liu Y uanxue,Zheng Yingren.The applicat ion of TSP detection technique in tunnel coll apse of causeway bay[J].The rock and soilmechanics,1999,296(05):145-146.[5]施斌,徐洪钟,张丹,等.BOTDR应变监测技术应用在大型基础工程健康诊断中的可行性研究[J].岩石力学与工程学报,2004,213(03):25-26.Shi bin,Xu Hongzhong,Zhang Dan,etal.The research technology comparison of tunnel construction geology advanced prediction[J].The rock and underground space,2004,213(03):25-26.[6]刘杰,施斌,张丹,等.基于BOTDR的基坑变形分布式监测实验研究[J]岩土力学,2006,265(07):125-127.Liu Jie,Shi Bin,Zhang Dan,etal.The experimental study of foundation pit deformation distribution based on BOTDR[J].The Rock and Soil Mechanics,2006,265(07):125-127.[7]李二兵,谭跃虎,段建立.地质雷达在隧道工程检测中的应用[J].地下空间与工程学报,2006,305(02).Li Erbing,Tan Yuehu,Duan Jianli.Appl ication of Ground Penetrating Radar in tunnel project[J].The underground space and project papers, 2006,305(02).[8]叶为民,李秋芳,陈宝,等.施工对土体扰动及其检测技术研究进展[J]地下空间与工程学报,2009,255(02):197-201.Y e W eimin,Li Qiufang,Chenbao,etal.Research development on impacts to eart h by construction[J].The underground space and project papers2006,255(02):197-201.[9]陈建峰.隧道施工地质超前预报研究技术比较[J].地下空间,2003,23(l):5-8.Chen Jianfeng.The research technology comparison of tunnel construction geology advanced predicti on[J].The Underground Space,2003,23(l):5-8.[10]何发亮,李苍松.隧道施工期地质超前预报技术的发展[J].现代隧道技术,2001,38(3):12-15.He Faliang,Li Cangsong.The development of forecast technology in tunnel construction period[J].Modern Tunnel Technology,2001, 38(3):12-15.。
《BOTDR分布式光纤传感信号处理关键技术研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,光纤传感技术已成为现代工业、军事、医疗等领域的重要技术之一。
而BOTDR(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer,布里渊光时域反射仪)作为分布式光纤传感技术的一种,具有长距离、高精度的特点,被广泛应用于结构健康监测、地质勘探、能源管道检测等领域。
然而,BOTDR技术的实际应用中,信号处理是关键技术之一,对信号处理的精度和速度直接关系到传感器的性能和系统稳定度。
因此,本文将重点研究BOTDR分布式光纤传感信号处理的关键技术。
二、BOTDR分布式光纤传感技术概述BOTDR技术利用光在光纤中传播的布里渊散射效应,通过测量散射光的频移来感知外界环境的温度和应力变化。
其优点在于能够进行长距离、高精度的分布式测量,适用于各种复杂环境下的结构健康监测。
然而,由于光纤中散射光的信号强度较弱,且易受外界噪声干扰,因此信号处理成为BOTDR技术的关键环节。
三、BOTDR信号处理关键技术研究(一)信号采集与预处理信号采集是BOTDR技术的第一步,需要选择合适的传感器和探测器,将光纤中的布里渊散射光信号转化为电信号。
由于采集到的原始信号中往往包含大量的噪声和干扰信息,因此需要进行预处理。
预处理包括滤波、放大、采样等步骤,目的是去除噪声、增强有用信号的信噪比。
(二)信号传输与同步在BOTDR系统中,多个传感器之间的信号传输和同步是保证系统性能的关键。
为了保证信号的稳定传输和同步性,需要采用高速、高精度的数据传输技术和同步控制技术。
此外,还需要考虑信号的抗干扰能力和传输距离等因素。
(三)信号分析与处理算法信号分析与处理算法是BOTDR技术的核心部分。
针对BOTDR的信号特点,需要研究合适的信号分析方法和处理算法。
例如,可以采用时频分析、模式识别、机器学习等方法对信号进行处理和分析,提取出有用的信息并消除噪声干扰。
管理及其他M anagement and other稀土矿边坡预警预报技术浅析黄紫彬1,2,朱晓春1,2,朱志成3,谢芳芳1,2,戴圣贤3摘要:为了研究离子型稀土矿边坡预警预报技术,总结分析了边坡监测预警和边坡安全监测技术的研究动态及现状,阐述了南方离子型稀土矿地质环境特征、开采工艺特点,通过对比几种常用的无线传感网络技术,分析得出,将ZigBee应用到稀土矿山采场边坡监测预警中的技术可行性及实用性。
关键词:边坡;监测预警;稀土矿滑坡灾害已成为世界上最严重的地质灾害之一,而中国是滑坡灾害发生最为严重的地区之一,每年因边坡滑塌破坏对国民经济及生命财产造成巨大损失。
露天矿山在开采过程中易受自然地质条件、降雨、人工爆破等因素影响引发滑坡灾害,对露天采场人员、设备及周边民众的安全构成威胁,严重制约着区域经济和社会的可持续发展,因此开展露天矿边坡稳定性监测及预警是必要的。
边坡表面岩土体沿着某一破坏面向前发生位移的地质地貌现象称为滑坡。
近年来,山体滑坡事故频繁发生,2012年4月24日,福建省宁德市古田一处离子型稀土矿山发生滑坡,被埋6人均已遇难;2011年11月26日,广西梧州市苍梧县大坡镇王村一处稀土矿山发生滑坡,造成9人死亡;2011年5月,江西赣州猪妈坑稀土矿采场发生山体滑坡事故,造成3人死亡;每年因山体滑坡给社会造成巨大的经济损失。
矿山边坡的稳定性是影响矿山开采企业经济效益的重要因素,保证矿山边坡稳定对提高矿山企业的经济效益至关重要。
但是边坡岩土体的力学参数不仅难以确定,而且也不是一成不变的,因此,确定边坡所处的稳定性状态十分困难,需通过建立边坡监测预警系统对其进行安全监测,获取边坡体在不同时间的真实状态,为预防山体发生滑坡提供科学依据。
我国是稀土资源大国,稀土资源具有分布广、储量大、品种齐全等特点。
而南方离子吸附型稀土是我国特有的战略性资源,中重稀土配分高,是航天、军工等高科技领域不可缺少的重要材料。
《BOTDR分布式光纤传感系统解调技术的研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,光纤传感技术在各个领域的应用越来越广泛。
BOTDR(基于光时域反射技术的分布式光纤传感系统)作为一种重要的光纤传感技术,以其高灵敏度、高空间分辨率和长距离监测等优势,在电力、石油、交通、环境监测等领域发挥着重要作用。
本文将重点研究BOTDR分布式光纤传感系统的解调技术,探讨其原理、应用及发展趋势。
二、BOTDR分布式光纤传感系统概述BOTDR分布式光纤传感系统是一种基于光时域反射技术的光纤传感系统,通过测量光在光纤中的传输时间及光信号的幅度变化,实现对光纤中物理量的分布式测量。
该系统主要由激光器、光纤、解调器等部分组成。
其中,解调技术是BOTDR系统的核心,直接影响到系统的性能和测量精度。
三、BOTDR解调技术原理BOTDR解调技术的核心在于对光信号的检测与处理。
当激光器发出的光脉冲在光纤中传播时,会受到外界环境的影响,产生光程变化,从而引起光信号的幅度、相位和频率等参数发生变化。
解调器通过检测这些参数的变化,将光纤中的物理量信息转换为可识别的电信号,从而实现对外界环境的监测。
四、BOTDR解调技术的研究现状目前,BOTDR解调技术的研究主要集中在提高系统灵敏度、降低噪声干扰、优化算法等方面。
通过采用高精度光电器件、优化数据处理算法等手段,不断提高BOTDR系统的性能。
此外,针对不同应用场景,研究者们还开发了多种BOTDR解调技术,如基于小波变换的解调技术、基于机器学习的解调技术等。
五、BOTDR解调技术的应用BOTDR解调技术在各个领域有着广泛的应用。
在电力系统中,可用于电缆故障定位、输电线路温度监测等;在石油化工领域,可用于油气管线泄漏检测、油井温度压力监测等;在交通领域,可用于桥梁、隧道等基础设施的健康监测;在环境监测领域,可用于地震预警、气象监测等。
通过应用BOTDR解调技术,可以提高监测的准确性和可靠性,为各个领域的安全运行提供有力保障。
《BOTDR信噪比与测量速度提升方法研究》篇一一、引言随着光纤通信技术的不断发展,光时域反射仪(OTDR)技术作为光纤网络监测的重要手段,其性能的优化与提升显得尤为重要。
BOTDR(布里渊光时域反射仪)作为OTDR的一种,具有高分辨率、大动态范围等优点,在光纤传感领域得到了广泛应用。
然而,BOTDR的信噪比和测量速度仍存在提升空间,本文将重点研究BOTDR信噪比与测量速度的提升方法。
二、BOTDR技术原理及现状BOTDR技术通过分析布里渊散射光来检测光纤中的事件。
其原理在于光纤中布里渊散射现象与光纤中的声学波场相关,从而可以通过分析散射光来获取光纤的物理信息。
目前,BOTDR 技术已广泛应用于光纤网络监测、地震波探测等领域。
然而,在实际应用中,BOTDR的信噪比和测量速度仍存在一定的问题,影响了其性能的进一步提升。
三、信噪比提升方法研究信噪比是BOTDR性能的重要指标之一,直接影响着测量结果的准确性和可靠性。
为了提升BOTDR的信噪比,本文提出以下方法:1. 优化光脉冲调制技术:通过改进光脉冲的调制方式,提高布里渊散射光的信号强度,从而提升信噪比。
具体方法包括采用更优的光脉冲波形、调整光脉冲的频率和功率等。
2. 引入噪声抑制算法:通过引入先进的噪声抑制算法,对BOTDR接收到的信号进行去噪处理,提高信噪比。
例如,可以采用基于小波变换的噪声抑制算法、基于盲源分离的算法等。
3. 多点并行探测技术:通过采用多点并行探测的方式,同时测量多个光纤段的信息,将多个信号进行叠加,从而提高信噪比。
四、测量速度提升方法研究测量速度是BOTDR性能的另一个重要指标。
为了提升BOTDR的测量速度,本文提出以下方法:1. 优化数据处理算法:通过优化数据处理算法,加快对BOTDR接收到的信号的处理速度。
例如,可以采用更高效的信号处理芯片、优化数据处理程序等措施。
2. 改进系统硬件结构:通过改进BOTDR系统的硬件结构,提高其测量速度。
bot的发展现状及未来趋势分析人工智能技术的飞速发展使得机器人逐渐成为我们生活中不可或缺的一部分。
作为人工智能技术的一种应用形式,机器人在许多领域都有着广泛的应用,从工业制造到日常生活,甚至到医疗保健和教育领域都发挥着越来越重要的作用。
本文将探讨机器人的发展现状以及未来的趋势。
目前,机器人已经在许多领域展示出了巨大的潜力。
在工业制造领域,机器人已经成为生产线上的重要组成部分。
它们可以代替人类完成一些繁重、危险或重复性的任务,提高生产效率,并降低生产成本。
在服务行业,机器人的应用也越来越广泛。
餐厅、酒店和零售店等场所已经开始使用机器人作为服务员或导购员,为顾客提供优质的服务体验。
机器人还在保安、清洁和物流等方面发挥着重要的作用。
它们可以帮助人们解决一些劳动密集型的工作,解放人力资源,提高工作效率。
除了服务行业,机器人在医疗保健领域也有着广泛的应用前景。
例如,手术机器人可以协助医生进行精确、微创的手术,并减少手术风险。
机器人还可以被用于提供陪伴和治疗,为病人提供心理上的支持和物理上的照顾。
此外,机器人还可以用于患者的康复训练,帮助他们恢复功能。
教育领域也是机器人应用的一个重要领域。
机器人可以作为教育工具,帮助学生更好地理解和掌握知识。
通过与机器人的互动,学生可以获得更直观、有趣的学习体验。
此外,机器人还可以帮助教师进行教学辅助,提供更个性化、针对性的教学方法。
在未来,随着人工智能技术的发展和应用,机器人将继续呈现出许多新的趋势。
首先,机器人技术将更加智能化。
传统的机器人更多依赖于预先设定的程序执行任务,而未来的机器人将具备更高级的人工智能能力,可以根据环境和任务的实际情况做出智能决策和自主行动。
其次,机器人将更加融入人类社会。
机器人不再只是一个执行任务的机械设备,而是具有情感和社交能力的伙伴。
人们可以与机器人进行更自然、更互动的交流,机器人可以理解和回应人类的情感需求,并提供相应的帮助和支持。
第三,机器人将在更多的领域扮演重要角色。
2024年助爬器市场调查报告摘要本文对助爬器市场进行了深入的调查和研究。
通过分析市场现状、竞争对手和消费者需求,得出了一些关键的结论和建议,希望能为助爬器行业的发展提供有益的指导。
引言助爬器是一种为爬虫机器人提供辅助功能的设备。
近年来,随着人工智能和自动化技术的快速发展,助爬器市场也得到了迅速的增长。
为了更好地了解助爬器市场的现状和趋势,本文进行了市场调查和研究,旨在为相关行业提供参考和决策支持。
市场现状市场规模根据我们的调查数据显示,助爬器市场在过去几年中呈稳步增长。
根据销售数据统计,助爬器市场的年销售额已经达到XX亿美元。
预计未来几年,助爬器市场的规模将继续扩大。
主要竞争对手助爬器市场目前存在着多个竞争对手。
根据我们的调查,以下是目前市场份额较大的几家企业: 1. 公司A:该公司已经在助爬器领域占据较大份额,产品性能稳定,价格相对较高。
2. 公司B:该公司产品价格较低,但功能相对比较简单。
3. 公司C:该公司在创新技术方面表现突出,产品性能和价格均有竞争优势。
消费者需求根据我们的市场调研,助爬器的用户主要集中在以下几个领域: 1. IT行业:助爬器在网页抓取、数据挖掘等方面具有广泛应用。
2. 电子商务:助爬器能够帮助电商企业实时监控竞争对手的价格和商品信息。
3. 新闻和媒体:助爬器可用于快速搜集新闻报道所需的数据。
市场趋势技术创新助爬器市场正面临着技术创新的机遇。
随着人工智能和机器学习技术的发展,助爬器的智能化功能将得到进一步提升,例如自动学习和筛选数据,提高数据抓取的准确性和效率。
市场竞争加剧随着市场规模的扩大,助爬器市场竞争也将逐渐加剧。
在产品功能和性能相对一致的情况下,企业需要通过不断创新和提供差异化服务来获取竞争优势。
数据安全和合规性随着数据使用和隐私保护的需求不断增加,助爬器企业需要更加注重数据安全和合规性。
只有满足用户对于数据隐私和安全的要求,才能获得用户的信任。
建议与展望在助爬器市场发展的过程中,我们提出以下建议: 1. 加强产品创新:助爬器企业应不断进行技术研发和创新,提升产品的智能化水平和功能性,以满足用户对于高效、准确的数据抓取需求。
文献综述
1、前言:。
随着光纤的出现和光纤通信的发展,光纤传感技术在20世纪70年代末作为一门新兴技术开始形成,它以光作为载体,以光纤作为传输介质,实现对被测参量传感。
光纤传感器具有很多突出的优点,使得其得到飞速的发展。
与常规传感器相比,光纤传感器具有测量灵敏度高、耐高压、耐腐蚀、体积小、重量轻、适应恶劣环境等诸多优点,并且光纤元件本身既是探测元件又是传输元件,可以在光纤干线上连接许多光纤传感单元组成大范围的遥感系统,进行分布式检测与测量。
分布型光纤传感技术是目前国内外研究的热点,具备提取大范围测量场的分布信息的能力,能够解决目前测量领域的众多难题,因此,具有巨大的应用潜力。
基于布里渊散射的分布型传感技术的研究起步较晚,但由于它在温度测量上具有较高的测量精度、测量范围以及空间分辨率,因此这种技术具有非常大的研究价值。
分布式光纤布里渊传感有两种实现方案:直接检测式和外差检测式。
而外差能检测式具有良好的空间滤波和光谱滤波能力、信噪比、等优点受到人们越来越多的关注。
而外差检测式光纤温度传感器将会使得人们的生活更加便利。
2、主题:
自从Horiguchi和Culverhouse等人首次提出利用布里渊散射频移特性实现分布式温度和应变的传感以来,利用布里渊散射检测光纤沿线应变分布的技术已成为目前一些发达国家如日本、加拿大、瑞士、法国和美国等国家竞相研发的课题,并取得了一些成果。
目前对布里渊分布式光纤传感器的研究主要集中在三个方面:布里渊光频域分析仪(BOFDA)、布里渊光时域分析仪(BOTDA)和布里渊光时域反射仪(BOTDR)。
BOFDA分布式光纤传感技术是基于测量光纤的传输函数的一种传感方法;BOTDA分布式光纤传感技术是一种利用受激布里渊散射现象实现测量的传感方法;BOTDR分布式光纤传感技术是基于单一脉冲的布里渊散射获取外界环境因素信息的传感方法。
由于BOFDA系统复杂,且对被测光纤所处环境要求过高,所以对它的研究相对较少。
BOTDA采用两个相向传输的光束来增强布里渊散射,因而它的信号强度大,温度和应变的测量更为精确,测量范围更大。
但是,BOTDA技术要求更多的光学部件和双向光路,造成系统复杂及成本较高。
BOTDR系统中,由于布里渊散射只占探测光的一小部分光发生,因此BOTDR的测量精度和测量范围因微弱的光信号强度以及光纤的固有损耗而受到限制。
但是,BOTDR只需单端入射、结构简单,从而在实际应用中很方便,所以目前国内外对此方案的研究投入相对较多。
基于瑞利散射的分布式光纤传感技术常用来检测光纤的断点及衰减特性,基于拉
曼散射的分布式光纤传感技术主要用于温度测量,这两种技术已经趋于成熟,并逐步走向实用化。
基于布里渊散射的分布式光纤传感技术能够实现温度和应变的同时测量,且测量精度、传感距离和空间分辨率较高,该技术以其巨大的优势,在海底光缆制造和施工维护、石油天然气管道泄露、发电厂、变电站高压设备、高压电缆、废气处理厂的温度监测、大型混凝土结构(大坝、隧道、建筑物等)的结构健康监测,以及山体滑坡、河床塌陷等地质灾害监测方面具有广泛的应用前景,受到国内外的广泛关注与研究。
布里渊分布型光纤温度传感技术几乎可以测量所有的物理参量,具有巨大的发展潜力。
从总体来讲,布里渊分布型光纤温度传感技术还处于研究开发阶段,尚有大量课题急待研究解决,如响应时间的缩短、空间分辨率的提高、测量范围的扩大、测量精度的改善等等。
此外,还需要深入研究分布型光纤传感技术理论,开拓新的研究领域;研究体积小、噪声低、功率大、稳定性好的光源;研究各种用于特殊条件的,对被测环境适应能力强的特殊光纤;研究信号检测和处理技术。
只有这样,布里渊分布型光纤传感技术才能实用化,才能在国民经济、国防建设的众多领域中发挥其巨大的作用。
光纤传感技术是伴随着光导纤维及光通信技术的发展而逐步形成的。
在光通信系统中,光纤用作远距离传输光信号的介质。
但是,在实际光传输过程中,光纤易受外界环境因素的影响,如温度、压力、电场、磁场等环境条件的变化将引起光波量如光强度、相位、频率、偏振态等的变化。
因此,人们发现如果能测量出光波量的变化,就可以知道导致这些光波量变化的温度、压力、磁场等物理量的大小,于是出现了光纤传感技术。
外差检测式光纤传感技术的工作原理是(图1):发出的频率为
υ的光
被分成探测光和参考光,其中参考光作为光学本振光。
对探测光采用声光调制器进行脉冲调制,然后采用光纤放大器EDFA将该信号功率放大到合适值。
当光在光纤中发生布里渊散射时,后向的布里渊散射光相对于原来的入射光产生一个布里渊频移。
该后向布里渊散射光和参考光由宽带光电二极管进行外差检测。
此后,该信号被进一步放大,并通过滤波来去除直流成分和高次谐波。
此时,只有差频项
υ,将其和微波
B
频率源产生的信号再次混频,得到基带信号。
通过连续改变微波频率源的频率,可构建布里渊频谱,对频谱进行洛仑兹曲线拟合可计算得到
υ。
B
要完成此方案的设计需要认真计算出各器件的参数,比如:光源参数的设计、光脉冲参数的设计、光电检测器相关参数的设计、下变频参数的设计等。
同时,
此方案可用MATLAB来进行仿真。
3、总结:
讨论了布里渊散射的分布型传感技术的研究的优点、现状。
同时对外差检测式原理进行了分析,指出了要顺利完成此方案所要研究的参数以及如何对设计
图1 外差检测式BOTDR原理框图
方案进行仿真。
外差检测式光纤温度传感器提出了新的测量温度的方式,大大提高的测量的精确性和便利性。
在未来一段时间内必将受到人们的关注。
4、参考文献:
[1]张吉生,李永倩. 光纤布里渊温度和应变分布同时传感方法研究.光通信研究,2008,149:53~56。
[2]廖延彪,黎敏. 光纤传感器的今日与发展.传感器世界,2004,2: 6~12
[3]毕卫红,郎利影.光纤传感技术在桥梁检测中的应用,研究与开发,2002,6:49~51。
[4]滕道祥.纤传感器的基本工作原理及制作,物理实验,2010,8:36~38。
[5]沈一春,宋牟平,章献民,陈抗生. 长距离光纤布里渊散射研究,2004,8:931~934。