基于分布式光纖傳感的油氣管道安全監(jiān)測基礎(chǔ)研究.pdf

1、管道傳輸作為一種運(yùn)輸油氣資源的最高效的方式，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。然而，近年來，因打孔盜油，自然災(zāi)害和管道老化等原因所引起的管道泄漏事件屢屢發(fā)生，使得經(jīng)濟(jì)和環(huán)境都付出了巨大的代價。因此，輸油氣管道的安全監(jiān)測工作就顯得特別重要?，F(xiàn)有的油氣管道安全監(jiān)測方法主要有負(fù)壓波法、音波法和應(yīng)力波法等，雖然它們都得到了一定程度的應(yīng)用，但普遍存在著維護(hù)成本高、監(jiān)測難度大和誤報率高等缺點(diǎn)。近年來，光纖傳感技術(shù)發(fā)展迅速，它具有抗電磁干擾，靈敏度高，動態(tài)范圍大

2、等優(yōu)點(diǎn)，并在橋梁安全監(jiān)測和溫度監(jiān)測等方面有了一定的商用。同樣光纖傳感技術(shù)也可以應(yīng)用于油氣管道安全監(jiān)測領(lǐng)域，當(dāng)油氣管道泄漏事件所引起的振動或應(yīng)力等事件作用于光纖時，光纖中所傳輸?shù)墓獾南辔缓推駪B(tài)等參數(shù)就會發(fā)生變化，因此通過監(jiān)測光信號的變化就可以實(shí)現(xiàn)對油氣管道的安全監(jiān)測。因此，光纖傳感技術(shù)作為一種新型的傳感技術(shù)，是很有競爭力和發(fā)展前景的一種管道安全監(jiān)測方法。本論文的主要工作有以下內(nèi)容：
　　1.設(shè)計了一種基于薩格納克（Sagnac）干

3、涉技術(shù)的直線型分布式光纖振動傳感器，分析了該傳感器的定位原理，進(jìn)行了定位仿真，并完成了定位實(shí)驗(yàn)。
　　2.分析了干涉型光纖傳感器中普遍存在的偏振誘導(dǎo)信號衰落現(xiàn)象，通過瓊斯矩陣建立了直線式光纖振動傳感器的光傳輸模型，并利用該模型對傳感器使用反射鏡、光纖環(huán)和法拉第旋轉(zhuǎn)鏡（FRM）等不同類型反射器件時的功率傳輸系數(shù)進(jìn)行了理論分析。結(jié)果表明，F(xiàn)RM對于消除偏振誘導(dǎo)信號衰落現(xiàn)象有顯著效果。
　　3.通過調(diào)用Matlab豐富的函數(shù)庫編寫