分布式光纖水下油氣長(zhǎng)輸管道泄漏檢測(cè)裝置設(shè)計(jì).pdf

1、海底管道在海洋油氣工業(yè)發(fā)展中的作用已經(jīng)日益明顯,一旦發(fā)生泄漏會(huì)產(chǎn)生重大安全事故。本項(xiàng)目在國(guó)基金和國(guó)家行業(yè)公益項(xiàng)目支持下,研究基于Mach-Zehnder和Sagnac混合干涉儀原理的改進(jìn)型分布式光纖干涉感測(cè)架構(gòu),結(jié)合PGC解調(diào)和DSP信號(hào)處理技術(shù)對(duì)水下長(zhǎng)輸油氣管道泄漏檢測(cè)裝置進(jìn)行了研制。
　　首先論文研究混合分布式光纖干涉感測(cè)架構(gòu)的感測(cè)原理,分析該架構(gòu)中的重要參數(shù),對(duì)定位方法進(jìn)行了數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo),同時(shí)利用瓊斯矩陣對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)的偏振態(tài)

2、狀況進(jìn)行了理論推導(dǎo),提出了改進(jìn)式分布式光纖干涉感測(cè)架構(gòu)。
　　針對(duì)管道泄漏信號(hào)是非線性、微小的寬頻信號(hào)且檢測(cè)環(huán)境中存在大量背景噪聲的特點(diǎn),論文研究了管道泄漏信號(hào)的消噪和零點(diǎn)頻率的找尋,本文采用離散小波和最小二乘曲線擬合法對(duì)泄漏信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理,再用該信號(hào)經(jīng)過(guò)小波多尺度分解后的各信號(hào)相乘的方法以確定泄漏信號(hào)的零點(diǎn)頻率,取得一定的效果。
　　然后,研究光纖干涉信號(hào)調(diào)制解調(diào)以及信號(hào)處理技術(shù),構(gòu)建了用于光纖干涉信號(hào)解調(diào)的PGC相位載波

3、解調(diào)電路模塊和基于DSP28335的信號(hào)處理電路系統(tǒng),完成了混合干涉分布式光纖管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的搭建,開(kāi)發(fā)研制了相應(yīng)的下位機(jī)控制軟件和上位機(jī)軟件系統(tǒng)。
　　最后,進(jìn)行不同距離泄漏點(diǎn)的測(cè)量,測(cè)試不同傳輸壓力、光纖包覆材料、光偏振態(tài)、管道材料等對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)性能的影響,研究了單點(diǎn)和多點(diǎn)泄漏的定位技術(shù),提出了提高系統(tǒng)檢測(cè)性能的改進(jìn)方法。
　　經(jīng)試驗(yàn)研究,本系統(tǒng)檢測(cè)性能良好,人機(jī)交互界面友好。能夠?qū)θL(zhǎng)為10km,管道泄漏孔徑Φ≥2.5