Cómo utilizar el monitoreo distribuido de fibra óptica para conductos de cables de larga distancia, incluida la temperatura, seguridad, vibración, alarma de fuga, etc

Principio de monitoreo distribuido de fibra óptica para conductos de cables de larga distancia.

Detección de fibra óptica distribuida (DFO) La tecnología es un nuevo tipo de tecnología de detección que tiene las ventajas de una larga distancia de detección., pasividad, Fuerte capacidad antiinterferente, buena durabilidad y combinación, y fácil creación de redes. Se ha convertido en la tecnología preferida para implementar monitoreo distribuido..
El principio es utilizar simultáneamente fibras ópticas como elementos sensibles de detección y medios de transmisión de señales., y adoptar un reflectómetro óptico avanzado en el dominio del tiempo (OTDR) Tecnología para detectar cambios de tensión y temperatura en diferentes posiciones a lo largo de la fibra óptica., lograr una medición verdaderamente distribuida. En términos de tecnología de detección., Hay principalmente tres métodos de implementación.: basado en la dispersión de Rayleigh, basado en dispersión Raman, y basado en la dispersión de Brillouin. The distributed fiber optic sensing technology based on Brillouin scattering has achieved higher measurement accuracy, rango de medición, and spatial resolution in temperature and strain than other sensing technologies, and has received widespread attention and research. Brillouin scattering is a light scattering process that occurs when light waves and sound waves propagate in optical fibers, resulting in inelastic collisions. Fiber optic sensing technology utilizes the unique characteristics of optical fibers to detect temperature, presión, and acoustic vibration (sonido) changes along the fiber optic line, transforming the fiber optic into a long-distance distributed fiber optic sensor. By burying fiber optic cables near pipelines or connecting them to pipelines, operators can continuously monitor the structural health and operational status of these critical assets.

Method for Distributed Fiber Optic Monitoring of Temperature in Long Distance Cable Pipelines

el distribuido sistema de monitoreo de temperatura de fibra óptica is developed based on the principles of Raman scattering and optical time domain reflectometry (OTDR) posicionamiento. It has functions such as optical signal generation, conversión fotoeléctrica, amplificación de señal, y procesamiento, and has good performance indicators and system stability. The system adopts a dedicated temperature sensing optical cable as the temperature sensor, integrando computadora, comunicación de fibra óptica, Detección de fibra óptica, control fotoeléctrico y otras tecnologías. It has the advantages of intrinsic safety, Resistencia a la corrosión, e inmunidad a las interferencias electromagnéticas. It can continuously monitor long-distance and large-scale environmental temperature information, providing high-quality temperature monitoring solutions for fields such as electricity, petróleo, coal mining, calor, y transporte. The detection cable uses ordinary standard multimode optical fibers to connect DTS for distributed temperature measurement, which can be customized according to user needs. Common detection cable structures include 0.6mm multimode optical fiber, stainless steel metal hose, Kevlar, stainless steel braided layer, and PVC sheath. Distributed Temperature Sensor (GTp) technology is achieved by combining the principles of laser Raman backscattering and optical time domain reflection. This technology can meet the needs of long-distance, repartido, and real-time monitoring.

Distributed fiber optic security monitoring technology for long-distance cable conduits

Distributed fiber optic sensing technology has important applications in the security monitoring of long-distance cable pipelines. Taking the pipeline fiber optic warning solution as an example, it is based on the advantages of fiber optic intrinsic safety, fácil implementación, and all-weather coverage. It can collect and monitor vibrations within the monitoring bureau for analysis and positioning, and is a new tool for pipeline inspection. This solution can achieve high-precision automatic inspection and warning 24/7 through light sensing devices and sensing algorithm engines. When external construction occurs around the pipeline, the accompanying optical fiber deployed along the pipeline collects vibration information and transmits it to the optical sensing equipment deployed in the plant station or valve room. The accuracy of event recognition can reach 97%. The pipeline fiber optic warning solution incorporates an innovative enhanced module with a super strong blind spot correction algorithm, que puede corregir y dar forma a la fase de las señales débiles recopiladas, mejorando enormemente la efectividad de las señales débiles. Comparado con el promedio de la industria, Puede aumentar la tasa efectiva de adquisición de señal para 99.9%. El motor de reconocimiento de ondas de vibración puede analizar y restaurar eventos de construcción desde múltiples dimensiones.. Para cada punto de aparición de vibraciones en la construcción, Se puede obtener información de fase y características multidimensionales. (como la huella de voz, frecuencia, espacio, secuencia de tiempo, duración, etc.) se puede extraer. El reconocimiento de convolución profunda multidimensional compara muestras, mejorar la precisión del reconocimiento de eventos para 97%, superando el nivel promedio de la industria. Y en cooperación con universidades de investigación geológica relevantes en China., importar una gran cantidad de datos geológicos puede lograr la iteración diaria de nuevas muestras de eventos, evolución continua, y mejorar continuamente la precisión de la percepción y la advertencia. Mientras tanto, El equipo de detección de fibra óptica puede iterar basándose en datos de comportamiento de nuevas construcciones y diferentes escenarios de entornos geológicos en la base de datos..

Puntos clave para el monitoreo distribuido de vibraciones de fibra óptica en conductos de cables de larga distancia

La tecnología de monitoreo de vibración distribuida por fibra óptica se basa en el principio básico de la dispersión de Rayleigh., combinado con φ – OTDR (reflectometría en el dominio del tiempo sensible a la fase) Tecnología y algoritmos de análisis y procesamiento de señales., para lograr el monitoreo de detección de vibración de fibra óptica. Sensores de vibración distribuidos de fibra óptica., como componentes importantes en tecnologías relacionadas con sensores de fibra óptica, Tiene las ventajas de la interferencia no radiativa., buena resistencia a las interferencias electromagnéticas, and good chemical stability that ordinary fiber optic sensors have. They also have the characteristic of one-dimensional spatial continuous distribution that fiber optic sensors possess. En aplicaciones prácticas, such as the research on intelligent fiber optic warning systems for long-distance pipeline safety, intrusion signals around the pipeline are collected from a distributed fiber optic sensing system called OTDR (phase sensitive optical time domain reflectometry), Long short term memory, fully connected deep neural networks are used to establish a recognition model and achieve the recognition of passing signals. After training and blind testing, the recognition model for passing events constructed has good recognition and positioning effects in actual long-distance fiber optic monitoring environments, Reducir eficazmente la tasa de falsas alarmas del sistema de alerta..

Mecanismo de alarma de fuga de fibra óptica distribuida para conductos de cables de larga distancia

Existen varios métodos y mecanismos para el monitoreo distribuido de fibra óptica en el monitoreo de fugas de conductos de cables de larga distancia.. El sistema de monitoreo de fugas de tuberías DAS puede monitorear sincrónicamente el funcionamiento de cientos de kilómetros de tuberías de larga distancia basándose en cuatro indicadores en tiempo real.. Gracias a su software avanzado y algoritmo de reconocimiento de datos de eventos, Puede garantizar la precisión del monitoreo de eventos de fugas y al mismo tiempo cubrir la identificación de amenazas potenciales, como vibraciones del suelo y de la construcción.. Adopta detección acústica distribuida de fibra óptica. (DAS) tecnología y se basa en un reflectómetro óptico sensible a la fase en el dominio del tiempo. (Φ – OTDR) para detectar la señal de dispersión Rayleigh hacia atrás generada por luz pulsada coherente que se propaga en la fibra, y en base a esto, detectar y reconstruir eventos de fuga. Se compone principalmente de fibra óptica., amplificador/demodulador de señal óptica, fuente láser de pulso de alta coherencia, y analizador de procesamiento de datos. Tiene un modo único de monitoreo de eventos de fuga de 4 modos:
central nuclear (Pulso de presión negativa): Esta característica se genera inmediatamente durante el evento de perturbación principal y se propaga rápidamente en ambas direcciones dentro del objeto medido.; La señal se acopla con el objeto medido y se recibe mediante una fibra óptica externa continua.. Este suele ser el modo de detección más sensible y una señal bastante única..
Miedo (Ruido del evento): Cuando ocurre un evento de fuga en la tubería, the flow of the leaked material at the leakage port will generate corresponding and detectable noise signals. Noise signals are generally high-frequency sound signals and will be generated at the moment of pipeline leakage. Small disturbance events only produce very small acoustic components, so fiber optic cables need to be placed as close as possible to the measured pipeline.
Environmental strain (deformation of the measured object): In underground pipeline leakage events, gas or liquid leakage will cause compression, permeation, and filling of the surrounding medium, which will lead to deformation of the medium near the pipeline leakage port. The DAS system can accurately locate the leakage location by monitoring the environmental strain. For large disturbances or deformation events, an alarm will be immediately triggered. For small disturbances or deformations, no alarm will be issued before the event effect reaches the fiber optic cable. The length of this period depends on the offset and direction of the fiber optic cable.
DTGS (Distributed Temperature Gradient Sensing): Pipeline contents generally have a certain temperature difference from the external environment. When leaked materials (gases or liquids) escape into the external environment of the pipeline, due to the high sensitivity of backward Rayleigh scattering light in the optical fiber, even small temperature changes can have a demodulated effect on its phase. The alarm requires a disturbance event (or temperature effect) to reach the fiber optic cable, and usually only appears after a delay of some time. This period depends on the offset of the cable, the condition and direction of the measured object. Además, there is a method for pipeline leakage monitoring using a distributed fiber optic vibration sensing (DVS) system based on multidimensional spatial data fusion algorithm. The sensing optical cable is fixed on the side of the pipeline, and the pipeline leakage signal is picked up by the DVS system. The pipeline leakage signal is averaged in the spatiotemporal domain according to the time window and spatial resolution, and an appropriate threshold is set to complete pipeline leakage monitoring and alarm. en el experimento, single point leakage and multi-point leakage were tested, and the signal-to-noise ratio of single point pipeline leakage signal increased by 4.5 Db. The highest single point pipeline leakage alarm rate increased by 19.53%, and the highest multi-point pipeline leakage alarm rate increased by 2.29%. Real time monitoring and alarm of 0.2 MPa pipeline leakage were achieved.

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