压力传感

光纤压力传感:在极端条件下实现精确且实时的压力传感

光纤压力传感已经在最恶劣的环境中证明了它的可靠性和准确性。FBGS压力传感器具有独特的传感功能,消除了温度和压力的交叉灵敏度。该传感系统能够同时测量温度和压力,并且在在冲击和振动条件下都具有出色的稳定性。

光纤压力传感作为交钥匙解决方案。

光纤压力传感器是一款中程静液压力/温度传感器,可同时监测0 – 700 bar压力和0 – 150°C 温度。其核心是传感器内部包含一种特殊的光纤布拉格光栅。传感器的坚固外壳可以承受极端条件,耐受高温和振动。外壳的内部包含非腐蚀性液体,通过一种特殊的压力传递装置与外部的腐蚀性井液连接,该装置能够将外部井压传导至壳体内的流体。

在压力变化时,由于光纤双折射的影响,反射光的波长也随之发生变化。这种压力传感机制受温度的影响极低。

此外,该解决方案允许多路压力测量,例如沿着钻井和管道进行油气勘探和运输。

交叉灵敏度

FBGS的光纤压力传感方案在温度和压力之间具有极低的交叉灵敏度。这种特性使得该传感器非常适用于压力或温度瞬变的测量环境。

系统特点

∙ 交钥匙解决方案(光纤、解调仪和软件)
∙ 解耦压力和温度:没有交叉灵敏度
∙ 温度瞬变的环境下具有极高的压力测量精度:温度瞬变条件下,0-700bar范围校准时无漂移
∙ 方便集成到现有的系统中
∙ 根据客户需求定制方案
∙ 尺寸小
∙ 在油气或恶劣环境下耐受冲击和振动
∙ 在恒压下温度冲击时具有良好的压力稳定性
∙ 压力响应小于1秒

应用领域

光纤压力传感非常适合于具有挑战性的应用,特别是具有压力或温度进行剧烈变化的环境。该方案特别适用于能源应用。油气行业之所以采用这种解决方案,是因为其温度和压力之间的交叉敏感性非常低。行业用户非常认可这种传感器在恶劣环境下的高防护特性,在这种环境下,数据读取和处理可以在远程控制室进行,而数据的读取和处理可以在远程的控制室进行。

以下是一些可以集成光纤压力传感的例子:

能源
∙ 石油和天然气:钻井、井下环境、离岸井眼
∙ 气体室温度和压力监测,特别是在加压或减压过程中
∙ 管道和反应堆监测

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光纤压力传感 | FAQ

为什么光纤压力传感特别适用于石油和天然气应用?
油气行业是地球上最具挑战性的行业之一。当温度和压力轻易升高到几百摄氏度和几百巴,并且温度发生快速变化时,光纤压力传感器以其独特的传感原理克服了这些困难,提供了准确的温度和压力测量。
FBGS如何/为什么能够提供一个完整的交钥匙压力传感解决方案?
FBGS凭借在光纤、光栅和测量设备领域超过十年的经验,将技术和应用知识相结合,实现完整的传感解决方案。FBG-Scan是一款基于光谱仪的光纤光栅解调设备,具有偏振不敏感测量(低DOP宽带光源)和高扫描频率(高达2khz)的特点。该解调仪与MPT-01压力传感器完美匹配,可以同时检测和计算温度和压力。最后,FBGS能够提供从传感器、解调仪到用户界面的全方位技术支持。 此外,我们还投资于研究和开发,以不断改进我们的传感系统,并使其适合石油和天然气行业的特定应用需求。
我如何确定极低的压力/温度交叉灵敏度是真的?
由于该传感器独特的传感原理,温度和压力根据其布拉格波长的变化被转换成不同的响应。针对这个议题,一系列的验证试验已经证实其优异的抗交叉敏感性性能。 这些结果也可以在一些出版物中看到。
为什么外壳如此特别?
压力传感器由两个主要部分组成:一级外壳,它承载基于光纤光栅的传感元件;二级外壳,不仅能在恶劣环境中提供额外的保护,还能将压力传导到传感元件上。二级外壳还可以被定制以兼容不同的应用。 多层外壳不仅提供了坚固的机械保护,还能阻止外部液体(如井下环境)腐蚀传感元件。尽管提供了这么多层保护,可是传感系统不会因此延迟压力响应时间。
FBGS压力传感方案如何实现约1秒的响应时间?
压力传导机制是基于一种特殊的金属过滤器。这种过滤器隔离了井下的腐蚀性物质,但可以作为一种透明的材料来传递压力。我们验证了压力响应时间,结果表明,在解调仪扫描速率内其响应几乎是瞬时的。
压力传感系统能否经受住冲击和振动并继续正常工作?
FBGS压力传感器在部署到海上钻井平台之前,已经通过了油气振动和冲击测试(NAVMAT9492)。结果表明,在测试过程中,传感器的工作性能良好,压力误差有限。此外,无差别的传感性能也表明了该压力传感器能够在冲击和振动条件下同时测量压力和温度。
光纤压力传感是如何工作的?
光纤压力传感是一种基于高双折射光纤的单光栅传感技术。由于其高双折射效应,可以看到两个波峰对应于光纤的慢轴和快轴。压力传感器依赖纤芯光栅对于压力的不对称性。这将使得光纤双折射的变化会导致差分波长的偏移。由于温度和压力的监测是通过不同的方法实现的,这使得两个参数之间的交叉敏感性非常低。