北京市光纤传感系统工程技术研究中心:光纤传

  发布时间: 2019年08月15日 00:54:28   作者: 广丰能源网

运载火箭、古建筑、输油管道、航空舱……这些看似不同的事物,却有一个共同点:需要安全可靠的监测手段。而在监测过程中,都应用到了同一样技术产品:光纤传感器。

从国际范围来看,光纤传感技术方兴未艾,大多产品处于研发阶段。我国的一家科研单位却实现了很多光纤传感产品的产业化,这就是北京市光纤传感系统工程技术研究中心(以下简称“工程中心”)。

光纤传感方兴未艾

中国石油化工股份有限公司普光气田是国内唯一的高含硫气田,输气管道安全要求极高,利用电力传感器进行安全监测存在安全隐患。2017年,普光气田与工程中心合作,在天然气管道运营安全监测领域首次应用光纤传感产品,实现了安全监测。

目前,传感器的应用已深入日常生活的方方面面。同传统的电力传感器相比,光纤传感具有抗电磁干扰、电绝缘、灵敏度高等优点。因此,在航空航天、石油石化、电力等多个领域都有广泛的应用前景。

不过,由于具有一定的技术难度,只有少数技术进入应用,实现产业化。

为了加强光纤传感技术的产业化进程,2012年,工程中心正式成立,依托航天科技集团九院13所的科研平台,定位于具有自主知识产权的先进光纤传感系统技术创新中心。目前,工程中心累计投资9000余万元,建立了集研发、设计和生产为一体的研发平台,形成了具有完备产业配套的光纤传感系统研制生产体系。

北京市光纤传感系统工程技术研究中心:光纤传

创新来自细致的科研工作

5年来,工程中心不仅技术创新成果显著,在相关领域也有许多技术从研发进入生产应用。例如,智能电网和电力电缆的温度监测;建筑消防监测;储油储气罐温度监测;管道防盗采及油品泄露报警;大型建筑、道桥等设施的健康监测等等。在航天领域已应用于运载火箭应力应变监测、飞机飞行参数监测、大型建筑状态监测等等。

北京市光纤传感系统工程技术研究中心:光纤传

工程中心许多技术已达到世界先进水平

走进故宫的创新技术

工程中心的光纤传感技术还走进了故宫博物院。

故宫古建筑历史悠久,部分古建筑出现了倾斜、开裂等问题,需要有效的监测手段。但由于文物建筑的特殊性,常规的监测手段均不能满足要求。光纤光栅传感技术具有无源、非介入、无需现场通电等特点,有效避免了引入额外风险。相关项目的顺利完成为我国古建筑在线监测提供了一种新手段。

据悉,光纤传感技术众多,其中较为成熟的是光纤电流/电压互感器技术。如在特高压建设中,从高压端到低压端只有一根光纤,传统产品发生过断电事故;而光纤传感天然绝缘,且测量带宽远高于传统技术,为我国智能电网和特高压建设发挥了重要作用。

工程中心还有许多技术达到世界先进水平。如航天用高性能光纤光栅测量系统技术突破了高可靠性、长期稳定性、高精度及抗辐照等关键技术难点,实现了在卫星、运载火箭等状态监测中的首次应用。

工程中心还在光纤智能结构损伤探测领域实现了重大突破,使我国在该领域进入世界前列,相关成果获得国防科学技术发明一等奖。

此外,由工程中心起草的ISO/CD20780国际标准《航天系统—光纤器件设计与验证要求》已经完成了国际标准草案阶段的研制任务,并顺利通过注册,启动了最终国际标准草案阶段的工作,即将发布。

对于成果转化及技术应用的经验,工程中心主任王学峰表示“秘诀”有三:强化科研成果的应用开发和论证工作,使其更加贴近市场;建立产学研结合的合作机制,加强对科研成果的直接转化;加强试应用阶段的应用反馈,实现产品研发的快速迭代。

产业化进程加速

近两年,北京和山东淄博出现了一种特殊的燃气巡检车,通过汽车载激光甲烷气体泄漏检测系统对城市燃气管道进行安全监测,防止燃气泄漏。

这正是工程中心研发的产品。据悉,工程中心相继承担“分布式光纤应变传感器研发”和“燃气管道泄漏巡检装置与系统关键技术研究”两项北京市科委科技计划课题,前者成功应用于内蒙古阿拉善盟的自来水管道泄漏监测,后者应用于城市输气管线的泄漏监测。

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