光纤传感在输油〔气〕管道上的应用.docx

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1、光纤传感在输油气管道上的应用在引进该项技术和产品的同时，经FFT公司受权，对该技术进展了二次开发工作，使操纵界面更加友好，定位更准确，误报率更低，更适应中国运输管道的实际情况和要求。光纤作为信息传送的载体已经有30多年的历史，光纤传感技术的开发和利用也有了长足的开展。但是，在国内，目前还停留在光栅光纤传感技术的阶段，固然在不少应用领域也获得了很好的效果，但由于光栅光纤传感技术自身的局限性使其在管道运输领域的应用受到严重制约。而利用现有的与管道同沟铺设的普统统讯光缆来作为传感器是FFTSecurePipeTM技术的上风所在，其核心技术是光纤振动传感器，而不必对光纤进展特殊处理如加刻光栅，在整根光

2、缆上不作任何加工或者改造，只需利用其中的三根光纤见图一在60公里间距的光纤两头接上控制器和传感器即可。目前大多数的分布式光纤传感技术只能监控温度，少数可以准确定位干扰位置和区域，简单地检测、警报，有时可以验证事件的发生。而且只能进展静态或者参数变化很少的监控，受限于测量非常窄并且低功率的光脉冲反射的传输时间的要求大多数基于OTDR技术。但是假如能获得实时的、半静态、动态的光纤及其位置的干扰信息，那么获得宏大的上风，十分是OTDR技术无法检测的瞬间事件。这通过分布式传感技术同定位技术的结合来实现。这就实现了真正的分布式传感应用，如光纤篡改或者第三方干扰的检测，并且提供对光纤附近或者与光纤连接的任

3、何构造或者材料的监控即构造完好性的监控、管道泄漏的检测、地面监控、设备状况监控和高平安区域的入侵检测。分布式光纤传感技术基于独特的光纤振动传感器。振动传感器提供简单、有效和低廉的检测和定性技术，无论是小型还是大型，是静态还是动态的光缆干扰，无论是光缆的哪一局部，以不干扰、直接和实时的方式进展。不仅如此，振动传感器系统可以同使用同一光缆的通讯系统同时工作，使通讯系统增值，并且振动传感器系统可以很轻易地与现有的光纤网络集成。这使得光缆本身可以同时用于篡改警报、干扰警报和完好性监测功能。传感是通过对光纤的外部干扰使用基于模态分布调制有效改变强度的干预效应来实现的。该技术修正了光纤传感器的大多数弱点，

4、提供真正本地的、稳定的和线性的传感。以这种方式，干扰响应成为安装了传感器的光纤的功能。干扰形式可以是物理挪动即压缩径向或者轴向、拉伸、扭曲、振动等或者颤噪效应即应力行波或者声发射。传感器可以配置于任何长度的光纤，即可以进展点传感，也可以在非常长的间隔上超过50km进展分布式传感。该技术的主要上风之一就是可以根据的应用变动传感间隔。这一上风在与长间隔通讯系统共同工作时尤为重要。该技术另外一个主要特性是配置灵敏性，由于该技术不受波长的约束。因此该技术可以与现有通讯光缆集成，而不要求敷设新的光缆，使整体的投资性价比进步。该系统需要根据管线的长度增加控制器每个控制器只可监测60公里长的管段，见图二，而

5、每个控制器的报警信息可以接入SCADA系统或者现有的监控系统传至报警监测中心CAMSCenterAreaMonitoringSystem，操纵人员根据报警定位信息进展处理，可及时采取措施中止破坏行为，使管道得以保护，免受损失。来自控制器的报警定位信息，也可以通过公共通讯网、英特网甚至GSM网传至任何需要的地方见图三。align=center/align本系统要求使用单模光纤光纤构造见图四。光在单模光纤中传输除了受光纤本身的模内色散即材料色散和波导色散的影响外，还会受到沿着光缆在光缆近处的各种振动、位移、应力应变的影响，这些影响最终导致光波的振幅、波长和传播速度发生变化，该系统将这些信息采集起来

6、并进展处理，就会理解这束光从进入光纤到走完这段光纤60公里长沿途所碰到的各种情况，如在这些情况中出现大型施工机械在光缆附近作业并已危及光缆管道平安时或者有第三方有意挖掘破坏已接近光缆管道时，本系统就会做出报警并对危害点准确定位在60公里管段内，定位精度为50米。本系统由FFTMicrostrain/LocaterSensors包括激光收发模块、NIDataacquisition数据处理板和专用LocaterDAQ号处理板等专门装置和专利技术组成。检测原理是利用激光的干预现象。由外界影响光缆近处的振动、位移、应力变化等都将改变光波在光纤中传输的条件，进而改变了光波的幅度强度，波长和传送速度等参数

7、。利用两根光纤传输同一光时，在某些条件下会产生干预现象，采集该光的干预结果而进展处理睬得到光在这段光程中所受的影响及影响的程度。而第三根光纤见图一即可计算生产生影响的地点与始端之间的间隔，进而对施加影响地点进展准确定位。而光和光缆不受电磁和雷电的影响，同时，该系统是采用无源传感装置，而光缆本身具有防化学、耐腐蚀的特性，使这个系统平安可靠、经久耐用。系统配置：标准硬件配置工作环境温度要求205主机：双CPU1G以上，硬盘20G以上，内存256M，PC-133，50X光驱，10/100Base网卡光/电转换卡激光发射器专用数据收集卡定位器软件专有光纤传感技术微应变传感器技术定位器传感技术图形用户界

8、面/集线器治理接口GUI/HMI中央报警监控系统软件CAMS报警信号由平安防御系统产生；确定报警系统并显示报警位置；在矩阵图上显示报警位置如：示意图、电子地图、卫星航拍高明晰度管道沿线图等；激活具有报警、定位和数据的信息处理器；向用户系统发送信息，如：SCADA，SMS等；直接与相关系统接口，如：打印机，短信息手机等；网络监控与遥控终端；记录系统所有有效报警事件；注：CAMS允许用户同时监控多个工作系统，并将产生的报警输出信号与多种系统接口，如：SCADA、PLC或者DCS等。检测原理：激光干预原理传感光缆：三芯单模光纤传感长度：光纤及熔接质量将直接影响传感器的长度单位最大长度60KM无光放大器频率响应范围：1HZ100KHZ，线性1.0%可根据用户定制响应时间：瞬间用户可调滤波器带宽；视详细使用环境而定用户可调检测门限：电平，幅度，频率，持续时间；用户可调报警门限：幅度，频率，持续时间；报警灵敏度设定：白天，黄昏，深夜基于不同时间；光纤折断报警；0