面向長輸石油管道安全監(jiān)測的光纖振動傳感技術(shù)研究.pdf

1、長輸管道是石油、天然氣等戰(zhàn)略資源的主要運輸方式之一，其安全運維至關(guān)重要。但是打孔盜油及管道泄漏等現(xiàn)象長期存在，嚴(yán)重危害長輸管道的安全運維，一旦發(fā)生大范圍泄漏或爆炸事故會造成巨大的經(jīng)濟損失甚至嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此對于長輸管道進行實時監(jiān)測具有非常重要的意義。本文對長輸石油管道的發(fā)展及管道安全監(jiān)測的研究現(xiàn)狀進行了綜述，并對現(xiàn)有的管道監(jiān)測技術(shù)進行了總結(jié)說明。由于管道上的打孔盜油及泄漏現(xiàn)象均會產(chǎn)生振動信號，以管道上振動信號作為檢測對象，開展了基于

2、光纖布拉格光柵(FBG)振動傳感和基于光纖微懸臂梁的法布里珀羅(FP)腔振動傳感兩種方法的研究，分別對FBG和FP腔的振動傳感原理進行了研究分析，以及對傳感器的結(jié)構(gòu)、信號采集與信號解調(diào)部分進行分析設(shè)計和實驗驗證。
　　本課題的主要研究內(nèi)容包括:
　　1、開展了基于FBG振動傳感的打孔盜油預(yù)警技術(shù)研究，搭建了管道振動信號實時監(jiān)測系統(tǒng)，并在模擬的管道上進行了不同直徑不同轉(zhuǎn)速的現(xiàn)場鉆孔和敲擊實驗，采用偏最小二乘分析判別法(PLSD

3、A)對管道上的不同類型鉆孔等振動信號進行特征識別。
　　2、設(shè)計加工了基于光纖微懸臂梁的振動傳感器研究，對其可行性進行了理論分析，在實驗室搭建傳感系統(tǒng)進行了振動信號的檢測，并對懸臂梁的加工、懸臂梁的振動仿真、傳感頭的封裝、信號采集與解調(diào)等模塊進行分析研究，實驗結(jié)果表明該方法有望對管道上打孔盜油等環(huán)境信息進行監(jiān)測。同時，搭建電子學(xué)微音器系統(tǒng)對管道振動信號進行檢測作為對比實驗，與以上兩種管道振動檢測方法進行了優(yōu)缺點比較。
　　理