面向長(zhǎng)輸石油管道安全監(jiān)測(cè)的光纖振動(dòng)傳感技術(shù)研究.pdf

1、長(zhǎng)輸管道是石油、天然氣等戰(zhàn)略資源的主要運(yùn)輸方式之一，其安全運(yùn)維至關(guān)重要。但是打孔盜油及管道泄漏等現(xiàn)象長(zhǎng)期存在，嚴(yán)重危害長(zhǎng)輸管道的安全運(yùn)維，一旦發(fā)生大范圍泄漏或爆炸事故會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失甚至嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此對(duì)于長(zhǎng)輸管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)具有非常重要的意義。本文對(duì)長(zhǎng)輸石油管道的發(fā)展及管道安全監(jiān)測(cè)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并對(duì)現(xiàn)有的管道監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)說(shuō)明。由于管道上的打孔盜油及泄漏現(xiàn)象均會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)，以管道上振動(dòng)信號(hào)作為檢測(cè)對(duì)象，開(kāi)展了基于

2、光纖布拉格光柵(FBG)振動(dòng)傳感和基于光纖微懸臂梁的法布里珀羅(FP)腔振動(dòng)傳感兩種方法的研究，分別對(duì)FBG和FP腔的振動(dòng)傳感原理進(jìn)行了研究分析，以及對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)、信號(hào)采集與信號(hào)解調(diào)部分進(jìn)行分析設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本課題的主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1、開(kāi)展了基于FBG振動(dòng)傳感的打孔盜油預(yù)警技術(shù)研究，搭建了管道振動(dòng)信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并在模擬的管道上進(jìn)行了不同直徑不同轉(zhuǎn)速的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔和敲擊實(shí)驗(yàn)，采用偏最小二乘分析判別法(PLSD

3、A)對(duì)管道上的不同類(lèi)型鉆孔等振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行特征識(shí)別。
　　2、設(shè)計(jì)加工了基于光纖微懸臂梁的振動(dòng)傳感器研究，對(duì)其可行性進(jìn)行了理論分析，在實(shí)驗(yàn)室搭建傳感系統(tǒng)進(jìn)行了振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)，并對(duì)懸臂梁的加工、懸臂梁的振動(dòng)仿真、傳感頭的封裝、信號(hào)采集與解調(diào)等模塊進(jìn)行分析研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法有望對(duì)管道上打孔盜油等環(huán)境信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí)，搭建電子學(xué)微音器系統(tǒng)對(duì)管道振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)作為對(duì)比實(shí)驗(yàn)，與以上兩種管道振動(dòng)檢測(cè)方法進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)比較。
　　理