| 题名 | 机载天然气管道泄漏激光遥感探测技术及应用研究 |
| 答辩日期 | 2015 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 高晓明 |
| 关键词 | 光谱学 天然气泄漏 甲烷 遥感探测 无人飞机 Raman放大器 |
| 学位专业 | 博士 ; 光学 |
| 中文摘要 | 随着中国经济的发展，天然气工业已经进入到高速发展的阶段，天然气管线长度从2000年的4万公里增加到现在的10万公里。天然气在管道运输和存储过程中由于自然或人为的因素导致天然气泄漏在所难免。近年来因管道泄漏引起的事故时有发生，造成重大的人员财产损失。传统的气体泄漏检测方法只能实现单点、定点的检测、检测效率低、很难满足长距离输运管线的日常安全维护，而基于地面平台的激光遥感探测也很难实现对数万公里管线的检测,因此本文开展了基于机载平台的遥感探测技术研究。机载平台的遥感探测技术是地面平台的激光遥感探测的发展与延伸，它能大大的提高探测系统的工作效率。 本论文围绕基于近红外二极管激光吸收光谱的机载天然气管道泄漏激光遥感探测技术开展研究，取得的主要研究成果及创新如下： （1）研制了一台实用化基于无人机平台的天然气管道泄漏激光遥感系统，并对该系统进行了模拟测量实验。实验结果表明该系统可以快速、便捷、有效地测量天然气管道泄漏，为该系统的进一步实用化奠定了基础； （2）本文提出了一种基于二次谐波特性DFB激光器稳频方法，并建立了一套稳频装置，该装置无需参考池及分束器。不仅实现了激光器频率输出的长时间稳定，并且有效地抑制了外界环境变化对激光器输出频率的影响（尤其是温度变化），其波长漂移有效地控制在±0.16pm范围内。激光稳频后，其吸收峰的位置不随环境温度的变化而漂移； （3）本文首次将Raman光纤放大技术与波长调制技术相结合，使用Raman放大器将近红外激光进行了功率放大，并将放大后的激光应用于远距离天然气管道泄漏遥测中。通过测试Raman光纤放大器在1650nm波段的性能，发现Raman光纤放大器输出功率为Pout时为保证输出信号不发生形变所需的种子光源调制频率f大于0.158×Pout-0.8值，并以此为基础实现了500m远距离的激光遥感探测，为下一步在机载平台上开展天然气泄漏激光遥测技术研究提供了实验基础； （4）初步开展了激光测距和浓度同时测量新方法研究，为我们下一步定量分析管道泄漏量打下基础。 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.2.71:8080/handle/181331/11318]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_全文传递文献库_qwcd 学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | . 机载天然气管道泄漏激光遥感探测技术及应用研究[D]. 中国科学院研究生院. 2015. |
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