Распределенная волоконно-оптическая система вибромониторинга DVS

Внедрение системы

Распределенная волоконно-оптическая система измерения вибрации (DVS) - это оптический прибор, использующий оптическое волокно в качестве сенсора для измерения вибрации, в котором одно оптическое волокно используется для одновременного контроля вибрации и передачи сигналов.

Технология распределенного волоконно-оптического зондирования является новой технологией зондирования, она представляет собой непосредственно трубопровод с проложенным в траншее кабелем мониторинга в качестве датчика, который в полной мере использует характеристики непрерывного пространственного распределения волоконной оптики, "передачи", "зондирования" в одном, может быть достигнуто вдоль волоконно-оптического распределения любой точки физических параметров информации. Информация о параметрах может быть распределена в любой точке вдоль оптического волокна, что имеет такие преимущества, как богатая измерительная информация, точное позиционирование и искробезопасность.

Кроме того, технология волоконно-оптического зондирования основана на использовании световых волн в качестве носителя информации, оптического волокна в качестве среды передачи данных. По сравнению с традиционными электрическими датчиками волоконно-оптические датчики обладают такими преимуществами, как высокая точность измерений, защита от электромагнитных помех, искробезопасность, компактность, легкость и мягкость, пригодность для передачи информации на большие расстояния и т.д., что особенно удобно для применения в электроэнергетике, нефтяной и нефтехимической промышленности, транспорте, мостах, плотинах и других областях.

Детектирующий волоконно-оптический кабель прокладывается вдоль трубопровода в одной траншее или параллельно, что позволяет получать информацию о температуре, деформации и вибрации (звуке) в любой точке трубопровода в режиме реального времени и осуществлять мониторинг в реальном времени таких аномальных условий, как утечка, перфорация и хищение нефти, геологические катастрофы и т.д. Он обладает такими преимуществами, как большое расстояние измерения, непрерывность и распределенность измерения, точность позиционирования, простота установки, безопасность и надежность, возможность расширения и т.д., не наносит никакого ущерба трубопроводу и не влияет на его нормальную работу, что особенно подходит для оперативного мониторинга магистральных газопроводов.

Принцип работы системы

Технология распределенного волоконно-оптического вибромониторинга основана на базовом принципе рэлеевского рассеяния, в сочетании с технологией φ-OTDR (фазочувствительное оптическое отражение во временной области) и алгоритмами анализа и обработки сигналов позволяет осуществлять волоконно-оптическое виброощущение и мониторинг.

Распределенная волоконно-оптическая система информационного мониторинга вибрации и температуры заглубленных трубопроводов, включающая в себя модуль сбора данных, модуль усиления сигнала, модуль сбора сигнала, модуль анализа сигнала, верхний компьютер, опорное оптическое волокно и модуль распознавания образов. Модуль сбора сигнала соединен с опорным оптическим волокном и модулем усиления сигнала соответственно; модуль усиления сигнала соединен с модулем сбора данных; главный компьютер соединен с модулем сбора данных и опорным оптическим волокном соответственно; модуль анализа сигнала соединен с главным компьютером; модуль распознавания образов соединен с модулем анализа сигнала.

Технические характеристики

  • Расстояние измерения: расстояние обнаружения может достигать более 40 км, что позволяет точно определить место проникновения и место утечки.
  • В режиме реального времени: система отслеживает микровибрации измеряемой зоны в реальном времени в течение 7×24 часов, своевременно обнаруживает и локализует температурные аномалии, что позволяет достичь раннего предупреждения.
  • Непрерывное распределенное измерение: система может одновременно осуществлять мониторинг нескольких точек и событий, не влияя друг на друга, при этом часть, находящаяся перед точкой разрыва, может продолжать нормально работать после разрыва волокна, что обеспечивает высокую степень антидеструктивности.
  • Сверхвысокая точность и высокая чувствительность: параметры системы настраиваются в соответствии с условиями окружающей среды, можно напрямую использовать стандартные оптоволоконные кабели связи, а зона мониторинга делится в зависимости от места установки.
  • Быстрое реагирование: цикл сканирования составляет всего 1 с.
  • Отличная стабильность: оптоволоконный кабель наружной связи является частью датчика, может использоваться в условиях ветра и дождя, молнии и других опасностей, а также кислот, щелочей и других агрессивных сред, чтобы адаптироваться к различным жестким условиям окружающей среды
  • Электромагнитная изоляция превосходна, не подвержена электромагнитным помехам, внутренняя молния: использование сенсорного оптического волокна изготовлено из кварца, полностью изолированного от воздействия молнии; оптическое волокно при передаче лазерных импульсов в частотном диапазоне гораздо выше, чем частотный диапазон электромагнитного поля, полностью свободно от электромагнитных помех, даже если работа в условиях сильного электромагнитного поля также совершенно не подвержена влиянию.
  • Искробезопасность: использование чистого оптического волокна, не создающего электрических искр, средняя мощность лазерного импульса, передаваемого по оптическому волокну, очень мала, даже если оптическое волокно порвется, это не вызовет никакой опасности.
  • Простота конструкции и простота обслуживания: используемое бронированное оптическое волокно имеет отличную прочность на сжатие и растяжение, конструкция удобна и проста, и очень трудно столкнуться с проблемами в процессе использования, и даже если произойдет какое-либо повреждение, работа может быть возобновлена после повторного сплавления профессиональным персоналом.

Технические индикаторы

Основные технические показатели системы

Имя параметра Показатели эффективности
Тип волокна Одномодовое волокно G652
Количество каналов 1/2 канала
Определение длины волоконно-оптического кабеля 40 км/канал
Устойчивость к потерям в волоконно-оптических линиях связи 10dB
отношение сигнал/шум >=9dB
точность позиционирования 5 метров
точность позиционирования 5 метров

Компоненты системы

Узнайте, как быстро настроить систему DVS. подробно

типовое применение

Эта система может широко применяться в таких областях, как защита от вторжения в важные места, защита от вандализма важных проектов, защита от хищения важных ресурсов, раннее предупреждение об опасных событиях, мониторинг и устранение неисправностей коммуникационных ресурсов. В качестве конкретных примеров можно привести следующие.

1, важные места защиты от вторжения: нефтяные, нефтехимические, химические предприятия, электростанции, тюрьмы, банки, музеи, аэропорты, радиолокационные станции, порты, пограничные линии, живописные места, военные базы, склады боеприпасов, большие виллы и другие зоны охраны периметра, контроля проникновения, незаконного проникновения, незаконного захвата;

2. важные инженерные антивандальные мероприятия: подземные комплексные коридоры трубопроводов, кабельные траншеи, туннели для прокладки волоконно-оптических кабелей связи, подземные туннели и другие объекты, расположенные под проектом, вблизи которых копает экскаватор, забивает сваи машина и ведется мониторинг других незаконных строительных работ;

3. борьба с хищениями важных ресурсов: незаконные раскопки нефте- и газопроводов, перфорация и хищение нефти и газа, мониторинг утечек из трубопроводов; борьба с хищениями силовых кабелей и т.д;

4. раннее предупреждение опасных событий: раннее предупреждение геологических опасностей, таких как оползни и обрушения тоннелей; мониторинг условий эксплуатации поездов и раннее предупреждение о повреждении жестких конструкций, таких как пути;

5. мониторинг и исследование ресурсов связи: мониторинг волоконно-оптических кабельных линий связи, исследование направления линий и т.д..

Как прокладываются распределенные волоконно-оптические кабели вибромониторинга?

Распределенная волоконно-оптическая система вибромониторинга состоит из хоста и чувствительного волокна, тогда какое чувствительное волокно должно быть проложено? В зависимости от места мониторинга в различных условиях прокладка волоконно-оптического кабеля наружного зондирования в основном подразделяется на прокладку в ограждениях, прокладку в грунте, прокладку в ограждениях, прокладку в трубопроводах и другие виды прокладки. Здесь мы приводим различные способы, чтобы проиллюстрировать картину:

Рис. 1, прокладка забора Когда среда прокладки находится на пути ограждения, наше чувствительное волокно может быть проложено зигзагообразно. Как показано на рис. 1.

Рис. 2 Заглубленная прокладка