Hoe u gedistribueerde glasvezelmonitoring kunt gebruiken voor kabelgoten over lange afstanden, inclusief temperatuur, beveiliging, trilling, lekkage-alarm, enz

Principe van gedistribueerde optische vezelmonitoring voor kabelgoten over lange afstanden

Gedistribueerde glasvezeldetectie (DFOS) technologie is een nieuw type detectietechnologie die de voordelen heeft van een lange detectieafstand, passiviteit, sterk anti-interferentievermogen, goede duurzaamheid en bijpassende, en eenvoudig netwerken. Het is de voorkeurstechnologie geworden voor het implementeren van gedistribueerde monitoring.
Het principe is om tegelijkertijd optische vezels te gebruiken als detectiegevoelige elementen en transmissiesignaalmedia, en gebruik een geavanceerde optische tijddomeinreflectometer (OTDR) technologie om veranderingen in spanning en temperatuur op verschillende posities langs de optische vezel te detecteren, het bereiken van werkelijk gedistribueerde metingen. Op het gebied van sensortechnologie, er zijn hoofdzakelijk drie implementatiemethoden: gebaseerd op Rayleigh-verstrooiing, gebaseerd op Raman-verstrooiing, en gebaseerd op Brillouin-verstrooiing. De gedistribueerde glasvezeldetectietechnologie op basis van Brillouin-verstrooiing heeft een hogere meetnauwkeurigheid bereikt, meetbereik, en ruimtelijke resolutie in temperatuur en spanning dan andere detectietechnologieën, en heeft brede aandacht en onderzoek gekregen. Brillouin-verstrooiing is een lichtverstrooiingsproces dat optreedt wanneer licht- en geluidsgolven zich voortplanten in optische vezels, resulterend in inelastische botsingen. Glasvezeldetectietechnologie maakt gebruik van de unieke eigenschappen van optische vezels om temperatuur te detecteren, druk, en akoestische trillingen (geluid) veranderingen langs de glasvezellijn, het transformeren van de glasvezel in een gedistribueerde glasvezelsensor over lange afstanden. Door glasvezelkabels in de buurt van pijpleidingen te begraven of op pijpleidingen aan te sluiten, Operators kunnen continu de structurele gezondheid en operationele status van deze kritieke activa monitoren.

Methode voor gedistribueerde glasvezelbewaking van de temperatuur in kabelpijpleidingen over lange afstanden

De gedistribueerde glasvezel temperatuurbewakingssysteem is ontwikkeld op basis van de principes van Raman-verstrooiing en optische tijddomeinreflectometrie (OTDR) Positionering. Het heeft functies zoals optische signaalgeneratie, foto-elektrische conversie, signaalversterking, en verwerking, en heeft goede prestatie-indicatoren en systeemstabiliteit. Het systeem maakt gebruik van een speciale temperatuurgevoelige optische kabel als temperatuursensor, computer integreren, glasvezel communicatie, glasvezel detectie, foto-elektrische controle en andere technologieën. Het heeft de voordelen van intrinsieke veiligheid, Corrosie bestendigheid, en immuniteit voor elektromagnetische interferentie. Het kan continu informatie over de omgevingstemperatuur over lange afstanden en op grote schaal monitoren, het leveren van hoogwaardige temperatuurbewakingsoplossingen voor onder meer elektriciteit, aardolie, mijnbouw, warmte, en transport. De detectiekabel maakt gebruik van gewone standaard multimode optische vezels om DTS aan te sluiten voor gedistribueerde temperatuurmetingen, die kan worden aangepast aan de behoeften van de gebruiker. Veel voorkomende detectiekabelstructuren omvatten 0,6 mm multimode optische vezels, roestvrijstalen metalen slang, Kevlar, RVS gevlochten laag, en PVC-mantel. Gedistribueerde temperatuursensor (DTS) technologie wordt bereikt door de principes van laser Raman-terugverstrooiing en optische tijddomeinreflectie te combineren. Deze technologie kan voldoen aan de behoeften van lange afstanden, gedistribueerd, en realtime monitoring.

Gedistribueerde glasvezelbeveiligingsbewakingstechnologie voor kabelgoten over lange afstanden

Gedistribueerde glasvezeldetectietechnologie heeft belangrijke toepassingen bij de veiligheidsmonitoring van kabelpijpleidingen over lange afstanden. Neem als voorbeeld de glasvezelwaarschuwingsoplossing voor pijpleidingen, het is gebaseerd op de voordelen van intrinsieke veiligheid van glasvezel, eenvoudige implementatie, en dekking voor alle weersomstandigheden. Het kan trillingen binnen het monitoringbureau verzamelen en monitoren voor analyse en positionering, en is een nieuw hulpmiddel voor pijpleidinginspectie. Met deze oplossing kunnen zeer nauwkeurige automatische inspecties en waarschuwingen worden gerealiseerd 24/7 via lichtsensoren en detectie-algoritme-engines. Wanneer externe constructie rondom de pijpleiding plaatsvindt, de begeleidende optische vezel die langs de pijpleiding wordt ingezet, verzamelt trillingsinformatie en verzendt deze naar de optische detectieapparatuur die in het fabrieksstation of de klepkamer wordt ingezet. De nauwkeurigheid van gebeurtenisherkenning kan reiken 97%. De glasvezelwaarschuwingsoplossing voor pijpleidingen omvat een innovatieve, verbeterde module met een supersterk algoritme voor blinde vlekcorrectie, die de fase van de verzamelde zwakke signalen kan corrigeren en vormgeven, waardoor de effectiviteit van zwakke signalen aanzienlijk wordt verbeterd. Vergeleken met het sectorgemiddelde, het kan de effectieve signaalverwervingssnelheid verhogen 99.9%. De trillingsrimpelherkenningsengine kan bouwgebeurtenissen vanuit meerdere dimensies analyseren en herstellen. Voor elk trillingspunt van de constructie, fase-informatie kan worden verkregen en multidimensionale kenmerken (zoals stemafdruk, frequentie, ruimte, tijdsvolgorde, duur, enz.) kan worden geëxtraheerd. Multidimensionale diepe convolutieherkenning vergelijkt monsters, het verbeteren van de nauwkeurigheid van gebeurtenisherkenning 97%, boven het sectorgemiddelde. En in samenwerking met relevante geologische onderzoeksuniversiteiten in China, Door een grote hoeveelheid geologische gegevens te importeren, kan een dagelijkse iteratie van nieuwe gebeurtenismonsters worden bereikt, voortdurende evolutie, en voortdurend de nauwkeurigheid van perceptie en waarschuwing verbeteren. In de tussentijd, glasvezeldetectieapparatuur kan itereren op basis van gegevens over nieuwbouwgedrag en verschillende geologische omgevingsscenario's in de database.

Kernpunten voor gedistribueerde glasvezeltrillingsmonitoring van kabelgoten over lange afstanden

Gedistribueerde glasvezeltrillingsmonitoringtechnologie is gebaseerd op het basisprincipe van Rayleigh-verstrooiing, gecombineerd met φ – OTDR (fasegevoelige tijddomeinreflectometrie) technologie en signaalanalyse- en verwerkingsalgoritmen, om glasvezeltrillingsdetectiemonitoring te realiseren. Gedistribueerde glasvezeltrillingssensoren, als belangrijke componenten in glasvezelsensorgerelateerde technologieën, hebben de voordelen van niet-stralingsinterferentie, goede weerstand tegen elektromagnetische interferentie, en goede chemische stabiliteit die gewone glasvezelsensoren hebben. Ze hebben ook het kenmerk van een eendimensionale ruimtelijke continue distributie die glasvezelsensoren bezitten. Bij praktische toepassingen, zoals het onderzoek naar intelligente glasvezelwaarschuwingssystemen voor de veiligheid van pijpleidingen over lange afstanden, Inbraaksignalen rond de pijpleiding worden verzameld door een gedistribueerd glasvezeldetectiesysteem genaamd OTDR (fasegevoelige optische tijddomeinreflectometrie), Lange korte termijn geheugen, volledig verbonden diepe neurale netwerken worden gebruikt om een ​​herkenningsmodel op te zetten en de herkenning van passerende signalen te bereiken. Na training en blind testen, Het geconstrueerde herkenningsmodel voor passerende gebeurtenissen heeft goede herkennings- en positioneringseffecten in daadwerkelijke glasvezelbewakingsomgevingen over lange afstanden, waardoor het aantal valse alarmen van het waarschuwingssysteem effectief wordt verminderd.

Gedistribueerd glasvezellekkage-alarmmechanisme voor kabelgoten over lange afstanden

Er zijn verschillende methoden en mechanismen voor gedistribueerde glasvezelmonitoring bij de lekkagemonitoring van langeafstandskabelgoten. Het DAS-pijpleidinglekmonitoringsysteem kan de werking van honderden kilometers langeafstandspijpleidingen synchroon monitoren op basis van vier indicatoren in realtime. Dankzij de geavanceerde software en het algoritme voor gebeurtenisgegevensherkenning, het kan de nauwkeurigheid van de monitoring van lekkagegebeurtenissen garanderen en tegelijkertijd de identificatie van potentiële bedreigingen zoals grond- en constructietrillingen omvatten. Het maakt gebruik van gedistribueerde glasvezel-akoestische detectie (DE) technologie en is gebaseerd op een fasegevoelige optische tijddomeinreflectometer (F – OTDR) om het achterwaartse Rayleigh-verstrooiingssignaal te detecteren dat wordt gegenereerd door coherent gepulseerd licht dat zich in de vezel voortplant, en op basis hiervan, lekkagegebeurtenissen detecteren en reconstrueren. Het bestaat voornamelijk uit optische vezels, optische signaalversterker/demodulator, pulslaserbron met hoge coherentie, en gegevensverwerkingsanalysator. Het beschikt over een unieke monitoringmodus voor lekgebeurtenissen met 4 modi:
Kerncentrale (Negatieve drukpuls): Dit kenmerk wordt onmiddellijk gegenereerd tijdens de belangrijkste verstoringsgebeurtenis en plant zich snel voort in beide richtingen binnen het gemeten object; Het signaal wordt gekoppeld aan het gemeten object en ontvangen door een continue externe optische vezel. Dit is meestal de meest gevoelige detectiemodus en een vrij uniek signaal.
Angst (Gebeurtenisgeluid): Wanneer er zich een lekkage van een pijpleiding voordoet, de stroom van het gelekte materiaal bij de lekpoort zal overeenkomstige en detecteerbare geluidssignalen genereren. Geluidssignalen zijn doorgaans hoogfrequente geluidssignalen en zullen ontstaan ​​op het moment dat de leiding lekt. Kleine verstoringsgebeurtenissen produceren slechts zeer kleine akoestische componenten, glasvezelkabels moeten dus zo dicht mogelijk bij de gemeten pijpleiding worden geplaatst.
Milieubelasting (vervorming van het gemeten object): Bij lekkages van ondergrondse pijpleidingen, gas- of vloeistoflekkage zal compressie veroorzaken, permeatie, en het vullen van het omringende medium, wat zal leiden tot vervorming van het medium nabij de lekpoort van de pijpleiding. Het DAS-systeem kan de lekkagelocatie nauwkeurig lokaliseren door de omgevingsbelasting te monitoren. Voor grote verstoringen of vervormingsgebeurtenissen, er wordt onmiddellijk een alarm geactiveerd. Voor kleine verstoringen of vervormingen, Er wordt geen alarm afgegeven voordat het gebeurteniseffect de glasvezelkabel bereikt. De lengte van deze periode is afhankelijk van de offset en richting van de glasvezelkabel.
DTGS (Gedistribueerde temperatuurgradiëntdetectie): De inhoud van pijpleidingen vertoont over het algemeen een bepaald temperatuurverschil met de externe omgeving. Wanneer gelekte materialen (gassen of vloeistoffen) ontsnappen naar de externe omgeving van de pijpleiding, vanwege de hoge gevoeligheid van achterwaarts Rayleigh-verstrooiend licht in de optische vezel, zelfs kleine temperatuurveranderingen kunnen een gedemoduleerd effect op de fase hebben. Het alarm vereist een verstoringsgebeurtenis (of temperatuureffect) om de glasvezelkabel te bereiken, en verschijnt meestal pas na enige tijd. Deze periode is afhankelijk van de offset van de kabel, de toestand en richting van het gemeten object. Bovendien, Er bestaat een methode voor het monitoren van lekkage van pijpleidingen met behulp van gedistribueerde trillingsdetectie via glasvezel (DVS) systeem gebaseerd op een multidimensionaal algoritme voor ruimtelijke gegevensfusie. De detecterende optische kabel wordt aan de zijkant van de pijpleiding bevestigd, en het pijpleidingleksignaal wordt opgepikt door het DVS-systeem. Het pijpleidingleksignaal wordt gemiddeld in het spatiotemporele domein volgens het tijdvenster en de ruimtelijke resolutie, en er wordt een geschikte drempel ingesteld om de bewaking en het alarm op lekkage van pijpleidingen te voltooien. In het experiment, lekkage op één punt en lekkage op meerdere punten werden getest, en de signaal-ruisverhouding van het lekkagesignaal van een enkelpuntspijpleiding is toegenomen met 4.5 dB. Het hoogste alarmpercentage voor lekkage van pijpleidingen op één punt is toegenomen met 19.53%, en het hoogste alarmpercentage voor lekkage van pijpleidingen met meerdere punten is toegenomen 2.29%. Realtime monitoring en alarm van 0.2 Er werd lekkage van de MPa-pijpleiding bereikt.

Glasvezel temperatuursensor, Intelligent bewakingssysteem, Gedistribueerde fabrikant van glasvezel in China