Cara Menggunakan Pemantauan Serat Optik Teragih Untuk Conduit Kabel Jauh, termasuk suhu, keselamatan, Getaran, Penggera kebocoran, Dll

Prinsip pemantauan gentian optik teragih untuk saluran kabel jarak jauh

Penderiaan gentian optik yang diedarkan (DFOS) teknologi adalah jenis teknologi penderiaan baharu yang mempunyai kelebihan jarak penderiaan jauh, pasif, Keupayaan anti-interferensi yang kuat, ketahanan dan padanan yang baik, dan rangkaian yang mudah. Ia telah menjadi teknologi pilihan untuk melaksanakan pemantauan teragih.
Prinsipnya ialah menggunakan gentian optik secara serentak sebagai penderiaan unsur sensitif dan media isyarat penghantaran, dan menggunakan Reflectometer Domain Masa Optik termaju (OTDR) teknologi untuk mengesan perubahan terikan dan suhu pada kedudukan berbeza di sepanjang gentian optik, mencapai ukuran teragih yang benar. Dari segi teknologi penderiaan, terdapat terutamanya tiga kaedah pelaksanaan: berdasarkan taburan Rayleigh, berdasarkan taburan Raman, dan berdasarkan serakan Brillouin. Teknologi penderiaan gentian optik yang diedarkan berdasarkan taburan Brillouin telah mencapai ketepatan pengukuran yang lebih tinggi, julat pengukuran, dan resolusi spatial dalam suhu dan ketegangan daripada teknologi penderiaan lain, dan telah mendapat perhatian dan penyelidikan yang meluas. Penyerakan Brillouin ialah proses penyerakan cahaya yang berlaku apabila gelombang cahaya dan gelombang bunyi merambat dalam gentian optik, mengakibatkan perlanggaran tidak anjal. Teknologi penderiaan gentian optik menggunakan ciri unik gentian optik untuk mengesan suhu, Tekanan, dan getaran akustik (bunyi) perubahan sepanjang garis gentian optik, menukar gentian optik kepada sensor gentian optik teragih jarak jauh. Dengan menanam kabel gentian optik berhampiran saluran paip atau menyambungkannya ke saluran paip, pengendali boleh terus memantau kesihatan struktur dan status operasi aset kritikal ini.

Kaedah untuk Pemantauan Gentian Optik Teragih Suhu dalam Talian Paip Kabel Jarak Jauh

Yang diedarkan sistem pemantauan suhu optik optik dibangunkan berdasarkan prinsip hamburan Raman dan reflekometri domain masa optik (OTDR) kedudukan. Ia mempunyai fungsi seperti penjanaan isyarat optik, penukaran fotoelektrik, penguatan isyarat, dan pemprosesan, dan mempunyai penunjuk prestasi yang baik dan kestabilan sistem. Sistem ini menggunakan kabel optik pengesan suhu khusus sebagai penderia suhu, mengintegrasikan komputer, komunikasi gentian optik, penderiaan gentian optik, kawalan fotoelektrik dan teknologi lain. Ia mempunyai kelebihan keselamatan intrinsik, rintangan kakisan, dan imuniti terhadap gangguan elektromagnet. Ia boleh terus memantau maklumat suhu persekitaran jarak jauh dan berskala besar, menyediakan penyelesaian pemantauan suhu berkualiti tinggi untuk bidang seperti elektrik, petroleum, perlombongan arang batu, haba, dan pengangkutan. Kabel pengesanan menggunakan gentian optik berbilang mod standard biasa untuk menyambungkan DTS untuk pengukuran suhu teragih, yang boleh disesuaikan mengikut keperluan pengguna. Struktur kabel pengesanan biasa termasuk gentian optik berbilang mod 0.6mm, hos logam keluli tahan karat, Kevlar, lapisan jalinan keluli tahan karat, dan sarung PVC. Pengesan Suhu Teragih (DTS) teknologi dicapai dengan menggabungkan prinsip penghamburan belakang Raman laser dan pantulan domain masa optik. Teknologi ini boleh memenuhi keperluan jarak jauh, diedarkan, dan pemantauan masa nyata.

Teknologi pemantauan keselamatan gentian optik yang diedarkan untuk saluran kabel jarak jauh

Teknologi penderiaan gentian optik yang diedarkan mempunyai aplikasi penting dalam pemantauan keselamatan saluran paip kabel jarak jauh. Mengambil penyelesaian amaran gentian optik saluran paip sebagai contoh, ia adalah berdasarkan kelebihan keselamatan intrinsik gentian optik, penempatan mudah, dan liputan semua cuaca. Ia boleh mengumpul dan memantau getaran dalam biro pemantauan untuk analisis dan kedudukan, dan merupakan alat baharu untuk pemeriksaan saluran paip. Penyelesaian ini boleh mencapai pemeriksaan dan amaran automatik ketepatan tinggi 24/7 melalui peranti penderiaan cahaya dan enjin algoritma penderiaan. Apabila pembinaan luaran berlaku di sekitar saluran paip, gentian optik yang disertakan digunakan di sepanjang saluran paip mengumpul maklumat getaran dan menghantarnya ke peralatan penderiaan optik yang digunakan di stesen loji atau bilik injap. Ketepatan pengecaman acara boleh dicapai 97%. Penyelesaian amaran gentian optik saluran paip menggabungkan modul yang dipertingkatkan secara inovatif dengan algoritma pembetulan titik buta yang sangat kuat, yang boleh membetulkan dan membentuk fasa isyarat lemah yang dikumpul, sangat meningkatkan keberkesanan isyarat lemah. Berbanding dengan purata industri, ia boleh meningkatkan kadar pemerolehan isyarat berkesan kepada 99.9%. Enjin pengecaman riak getaran boleh menganalisis dan memulihkan peristiwa pembinaan daripada pelbagai dimensi. Bagi setiap titik kejadian getaran pembinaan, maklumat fasa boleh diperolehi dan ciri pelbagai dimensi (seperti cap suara, kekerapan, angkasa lepas, urutan masa, tempoh, Dll.) boleh diekstrak. Pengecaman lilitan dalam berbilang dimensi membandingkan sampel, meningkatkan ketepatan pengecaman acara kepada 97%, melebihi tahap purata industri. Dan dengan kerjasama universiti penyelidikan geologi yang berkaitan di China, mengimport sejumlah besar data geologi boleh mencapai lelaran harian sampel acara baharu, evolusi berterusan, dan terus meningkatkan ketepatan persepsi dan amaran. Sementara itu, peralatan penderia gentian optik boleh berulang berdasarkan data tingkah laku pembinaan baharu dan senario persekitaran geologi yang berbeza dalam pangkalan data.

Perkara utama untuk pemantauan getaran gentian optik teragih bagi saluran kabel jarak jauh

Teknologi pemantauan getaran gentian optik teragih adalah berdasarkan prinsip asas penyebaran Rayleigh, digabungkan dengan φ – OTDR (reflekometri domain masa sensitif fasa) teknologi dan analisis isyarat dan algoritma pemprosesan, untuk mencapai pemantauan penderiaan getaran gentian optik. Pengesan getaran gentian optik yang diedarkan, sebagai komponen penting dalam teknologi berkaitan sensor gentian optik, mempunyai kelebihan gangguan bukan sinaran, rintangan yang baik terhadap gangguan elektromagnet, dan kestabilan kimia yang baik yang dimiliki oleh penderia gentian optik biasa. Mereka juga mempunyai ciri pengedaran berterusan spatial satu dimensi yang dimiliki oleh penderia gentian optik. Dalam aplikasi praktikal, seperti penyelidikan mengenai sistem amaran gentian optik pintar untuk keselamatan saluran paip jarak jauh, isyarat pencerobohan di sekeliling saluran paip dikumpulkan daripada sistem pengesan gentian optik teragih yang dipanggil OTDR (reflekometri domain masa optik sensitif fasa), Ingatan jangka pendek yang panjang, rangkaian neural dalam yang bersambung sepenuhnya digunakan untuk mewujudkan model pengecaman dan mencapai pengiktirafan isyarat yang lulus. Selepas latihan dan ujian buta, model pengecaman untuk acara lulus yang dibina mempunyai kesan pengecaman dan kedudukan yang baik dalam persekitaran pemantauan gentian optik jarak jauh sebenar, berkesan mengurangkan kadar penggera palsu sistem amaran.

Mekanisme penggera kebocoran gentian optik yang diedarkan untuk saluran kabel jarak jauh

Terdapat pelbagai kaedah dan mekanisme untuk pemantauan gentian optik teragih dalam pemantauan kebocoran saluran kabel jarak jauh. Sistem pemantauan kebocoran saluran paip DAS boleh memantau secara serentak operasi saluran paip jarak jauh ratusan kilometer berdasarkan empat penunjuk dalam masa nyata. Terima kasih kepada perisian termaju dan algoritma pengecaman data acaranya, ia boleh memastikan ketepatan pemantauan kejadian kebocoran sementara juga meliputi pengenalpastian potensi ancaman seperti getaran tanah dan pembinaan. Ia menggunakan penderiaan akustik gentian optik teragih (DAS) teknologi dan berdasarkan reflekometer domain masa optik sensitif fasa (F – OTDR) untuk mengesan isyarat hamburan Rayleigh ke belakang yang dihasilkan oleh cahaya berdenyut koheren yang merambat dalam gentian, dan berdasarkan ini, mengesan dan membina semula kejadian kebocoran. Ia terutamanya terdiri daripada gentian optik, penguat/penyahmodulator isyarat optik, sumber laser nadi koheren tinggi, dan penganalisis pemprosesan data. Ia mempunyai mod pemantauan acara kebocoran 4 mod yang unik:
RFN (Denyutan Tekanan Negatif): Ciri ini dijana serta-merta semasa peristiwa gangguan utama dan merambat dengan pantas dalam kedua-dua arah dalam objek yang diukur; Isyarat digabungkan dengan objek yang diukur dan diterima oleh gentian optik luaran yang berterusan. Ini biasanya mod pengesanan paling sensitif dan isyarat yang agak unik.
Takut (Kebisingan Acara): Apabila kejadian kebocoran saluran paip berlaku, pengaliran bahan bocor di port kebocoran akan menghasilkan isyarat bunyi yang sepadan dan boleh dikesan. Isyarat hingar biasanya isyarat bunyi frekuensi tinggi dan akan dijana pada saat saluran paip bocor. Kejadian gangguan kecil hanya menghasilkan komponen akustik yang sangat kecil, jadi kabel gentian optik perlu diletakkan sedekat mungkin dengan saluran paip yang diukur.
Ketegangan alam sekitar (ubah bentuk objek yang diukur): Dalam peristiwa kebocoran saluran paip bawah tanah, kebocoran gas atau cecair akan menyebabkan mampatan, resapan, dan pengisian medium sekeliling, yang akan membawa kepada ubah bentuk medium berhampiran pelabuhan kebocoran saluran paip. Sistem DAS boleh mengesan lokasi kebocoran dengan tepat dengan memantau ketegangan persekitaran. Untuk gangguan besar atau peristiwa ubah bentuk, penggera akan segera dicetuskan. Untuk gangguan kecil atau ubah bentuk, tiada penggera akan dikeluarkan sebelum kesan acara mencapai kabel gentian optik. Tempoh tempoh ini bergantung pada offset dan arah kabel gentian optik.
DTGS (Penderiaan Gradien Suhu Teragih): Kandungan saluran paip umumnya mempunyai perbezaan suhu tertentu daripada persekitaran luaran. Apabila bahan bocor (gas atau cecair) melarikan diri ke persekitaran luaran saluran paip, disebabkan oleh sensitiviti tinggi cahaya hamburan Rayleigh ke belakang dalam gentian optik, walaupun perubahan suhu yang kecil boleh memberi kesan demodulasi pada fasanya. Penggera memerlukan peristiwa gangguan (atau kesan suhu) untuk mencapai kabel gentian optik, dan biasanya hanya muncul selepas penangguhan beberapa lama. Tempoh ini bergantung pada offset kabel, keadaan dan arah objek yang diukur. Selain itu, terdapat kaedah untuk pemantauan kebocoran saluran paip menggunakan penderiaan getaran gentian optik teragih (DVS) sistem berdasarkan algoritma gabungan data spatial berbilang dimensi. Kabel optik penderiaan dipasang pada sisi saluran paip, dan isyarat kebocoran saluran paip diambil oleh sistem DVS. Isyarat kebocoran saluran paip dipuratakan dalam domain spatiotemporal mengikut tetingkap masa dan resolusi spatial, dan ambang yang sesuai ditetapkan untuk melengkapkan pemantauan dan penggera kebocoran saluran paip. Dalam eksperimen, kebocoran titik tunggal dan kebocoran berbilang titik telah diuji, dan nisbah isyarat kepada hingar bagi isyarat kebocoran saluran paip satu titik meningkat sebanyak 4.5 dB. Kadar penggera kebocoran saluran paip titik tunggal tertinggi meningkat sebanyak 19.53%, dan kadar penggera kebocoran saluran paip berbilang titik tertinggi meningkat sebanyak 2.29%. Pemantauan masa nyata dan penggera 0.2 Kebocoran saluran paip MPa telah dicapai.

Penderia suhu gentian optik, Sistem pemantauan pintar, Pengeluar gentian optik yang diedarkan di China