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光纤传感在输油(气)管道上的应用(下)

   日期:2005-09-15     来源:中国测控网     作者:管理员    

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),而每个控制器的报警信息可以接入 SCADA 系统或现有的监控系统传至报警监测中心 CAMS(Center Area   Monitoring System) ,操作人员根据报警定位信息进行处理,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,也可以通过公共通信网、英特网甚至 GSM 网传至任何需要的地方(见图三)。
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本系统要求使用单模光纤(光纤结构见图四)。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,该系统将这些信息收集起来并进行处理,就会了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)安全时或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 FFT Micro strain/Locater Sensors (包括激光收发模块)、 NI Data acquisition (数据处理板)和专用 Locater DAQ 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涉现象。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,从而改变了光波的幅度(强度),波长和传送速度等参数。利用两根光纤传输同一光时,在某些条件下会产生干涉现象,收集该光的干涉结果而进行处理会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)即可计算出产生影响的地点与始端之间的距离,从而对施加影响地点进行精确定位。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,使这个系统安全可靠、经久耐用。

系统配置:

标准硬件配置(工作环境温度要求 20 ℃± 5 ℃)

主机:双 CPU 1G 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

专用数据采集卡

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

图形用户界面 / 集线器管理接口( GUI/HMI )

中央报警监控系统软件( CAMS )

报警信号由安全防御系统产生;

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、卫星航拍高清晰度管道沿线图等);

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 DCS 等。

检测原理:激光干涉原理

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: 1HZ--100KHZ ,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;视具体使用环境而定

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,傍晚,深夜 ( 基于不同时间 ) ;

光纤折断报警;


 
  
  
  
  
 
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