光纤传感器在输油管道中的应用

 
 
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更新 2023-03-27 15:55
 

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详细说明

由于我国油气能源分布不平衡,并主要依赖于管道运输,如何保证油气管道的安全,成为油气企业面临的重要任务。在传统的油气管道监测中,使用的电传感器具有安全隐患,同时也存在其他缺陷。因此,亟需采取新的监测技术,对管道的压力、温度以及油气的浓度进行实时监测,确保输送管道的安全。光纤传感技术的出现,很好的解决了这一难题,光纤传感器在油气输送管道中得到推广应用。
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一、光纤传感器概述

二十一世纪七十年代,光纤传感技术得到发展应用,其以光纤为媒介,以光波为载体,感知和传输外界信号(被测量)的新型传感技术。这一技术具有很多优点,因此在普及过程中发展迅速,得到人们和企业的广泛认可。

光子瑞利科技(北京)有限公司专注于深度挖掘光纤传感的技术应用领域。目前核心技术是光纤侦听精准定位技术,并将光纤振动侦测与声音还原识别技术,运用在长输管线安全管理、通信光缆安全防护、国防边境线巡护和工业生产设备状态侦听领域。

光纤传感器在油气管道中的应用,主要应用在防止人为造成的管道破坏,保证油气管道的安全运行,具有预警功能。当油气管道出现泄露问题时,光缆测温系统能够判断发生问题的线路地段,及时通知企业进行故障排除和修补。

 

二、光纤传感系统的应用

在油气输送管道中的应用,光纤传感系统包括多个组成部分,具体来说,包括光纤侦听管道监测系统、光纤温度传感系统、信号解调系统、数据通信与传输系统、数据处理与分析系统五部分。

1. 光纤侦听管道监测系统

   光纤侦听管道监测系统已实现声音还原具有预警功能,可监测管道周围的施工作业环境及管道泄漏声音,适合长距离监测,在油气管道远程监测中使用,能够做到现场无电检测、传输和控制,使采样数据的处理和分析在场外完成,从而确保系统的安全;由于系统是实时监测的,如发生油气管道泄漏或入侵破坏行为,系统会立刻告警工作人员,并提供精准故障位置,尽早采取相应的措施,将损失危险降到最小程度;同时减少了巡线压力,降低了职工劳动强度,提高工作效率。

2. 光纤温度传感系统

光纤温度传感系统可以实现利用原有的通讯光缆其中一芯,对管道周围的温度物理量的直接测量。在对输油气管道进行监测时,一旦管道发生泄漏事故,泄漏点附近的温度会降低或升高,通过光纤温度传感系统能够测定该地段温度变化,从而准确定位泄漏管道地点。

3. 信号解调系统

对传送回的光波信号需要光纤传感分析仪器,其可以自动解调调制过的光波信号,进行高分辨率和高精度的能量相位以及偏振测量。系统中光波信号的解调,时域反射距离的测量,以及信号的初步分析,即硬件监测功能,都由该设备实现。在油气管道沿线可以根据需要设置信号解调和分析站,主要考虑系统精度要求,以及光缆传输质量和耦合效果。若光缆传输损耗较大,则需要近距离设置。反之,则增大设置距离。

4. 数据通信与传输系统

   在光纤传感系统的组成中,数据通信与传输系统是重要的一个部分。它是远程监测的信息传输通道,负责各类监测数据的远距离传输,从而保障对油气管道的实时监测,一旦出现故障等变化,能够及时将这些变化传输到监测终端,技术人员根据变化做出科学判断。另外,数据通信与传输系统带有标准的以太网接口,能够很好的将监测信息输送到局域网,形成安全监测信息网络系统。

5. 数据处理与分析系统

在对油气管道监测的数据传输到接受终端后,需要对数据进行处理和分析,该系统主要由计算机、网络和软件组成。需要使用解码技术将接收到的编码数据还原为物理参量,通过处理分析后,才能直观的转为油气管道所处的状态,并对危险状态报警,及时通知企业进行故障排除和修补。另外,技术工作人员能够实时看到监测结果,及时作出相应的决策。光纤传感系统是由多个系统组成的,只有密切配合,才能发挥出应有的作用。

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