Paano gamitin ang distributed fiber optic monitoring para sa malayuang cable conduits, kabilang ang temperatura, seguridad, panginginig ng boses, alarma sa pagtagas, atbp

Prinsipyo ng distributed optical fiber monitoring para sa long-distance cable conduits

Ibinahagi ang fiber optic sensing (DFOS) Ang teknolohiya ay isang bagong uri ng teknolohiya ng sensing na may mga pakinabang ng long sensing distance, pagiging pasibo, malakas na anti-interference na kakayahan, magandang tibay at pagtutugma, at madaling networking. Ito ay naging ang ginustong teknolohiya para sa pagpapatupad ng distributed monitoring.
Ang prinsipyo ay ang sabay-sabay na paggamit ng mga optical fiber bilang sensing sensitive elements at transmission signal media, at magpatibay ng advanced na Optical Time Domain Reflectometer (OTDR) teknolohiya upang makita ang mga pagbabago sa strain at temperatura sa iba't ibang posisyon sa kahabaan ng optical fiber, pagkamit ng tunay na ipinamahagi na pagsukat. Sa mga tuntunin ng teknolohiya ng sensing, higit sa lahat mayroong tatlong paraan ng pagpapatupad: batay sa pagkakalat ni Rayleigh, batay sa pagkakalat ng Raman, at batay sa scattering ng Brillouin. Ang distributed fiber optic sensing technology batay sa Brillouin scattering ay nakamit ang mas mataas na katumpakan ng pagsukat, saklaw ng pagsukat, at spatial na resolusyon sa temperatura at strain kaysa sa iba pang mga teknolohiya ng sensing, at nakatanggap ng malawakang atensyon at pananaliksik. Ang Brillouin scattering ay isang proseso ng light scattering na nangyayari kapag ang mga light wave at sound wave ay nagpapalaganap sa optical fibers, na nagreresulta sa inelastic collisions. Ang teknolohiya ng fiber optic sensing ay gumagamit ng mga natatanging katangian ng mga optical fibers upang makita ang temperatura, presyon, at acoustic vibration (tunog) mga pagbabago sa linya ng fiber optic, pagpapalit ng fiber optic sa isang long-distance na ipinamamahagi na fiber optic sensor. Sa pamamagitan ng pagbabaon ng mga fiber optic cable malapit sa mga pipeline o pagkonekta sa kanila sa mga pipeline, patuloy na masusubaybayan ng mga operator ang structural health at operational status ng mga kritikal na asset na ito.

Paraan para sa Distributed Fiber Optic Monitoring ng Temperatura sa Long Distance Cable Pipelines

Ang ipinamahagi sistema ng pagsubaybay sa temperatura ng fiber optic ay binuo batay sa mga prinsipyo ng Raman scattering at optical time domain reflectometry (OTDR) pagpoposisyon. Ito ay may mga function tulad ng optical signal generation, conversion ng photoelectric, pagpapalakas ng signal, at pagproseso, at may mahusay na mga tagapagpahiwatig ng pagganap at katatagan ng system. Gumagamit ang system ng dedikadong temperature sensing optical cable bilang temperature sensor, pagsasama ng computer, fiber optic na komunikasyon, fiber optic sensing, photoelectric control at iba pang mga teknolohiya. Ito ay may mga pakinabang ng intrinsic na kaligtasan, paglaban sa kaagnasan, at immunity sa electromagnetic interference. Maaari itong patuloy na subaybayan ang malayuan at malakihang impormasyon sa temperatura ng kapaligiran, pagbibigay ng mataas na kalidad na mga solusyon sa pagsubaybay sa temperatura para sa mga larangan tulad ng kuryente, petrolyo, pagmimina ng karbon, init, at transportasyon. Gumagamit ang detection cable ng ordinaryong standard multimode optical fibers para ikonekta ang DTS para sa distributed temperature measurement, na maaaring ipasadya ayon sa mga pangangailangan ng gumagamit. Kasama sa mga karaniwang istruktura ng detection cable ang 0.6mm multimode optical fiber, hindi kinakalawang na asero metal hose, Kevlar, hindi kinakalawang na asero tinirintas na layer, at kaluban ng PVC. Ibinahagi ang Temperature Sensor (DTS) Ang teknolohiya ay nakakamit sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga prinsipyo ng laser Raman backscattering at optical time domain reflection. Maaaring matugunan ng teknolohiyang ito ang mga pangangailangan ng malayuan, ipinamahagi, at real-time na pagsubaybay.

Ibinahagi ang teknolohiya ng pagmamanman sa seguridad ng fiber optic para sa malayuang cable conduits

Ang distributed fiber optic sensing technology ay may mahahalagang aplikasyon sa pagsubaybay sa seguridad ng mga long-distance cable pipelines. Ang pagkuha ng pipeline fiber optic warning solution bilang isang halimbawa, ito ay batay sa mga pakinabang ng fiber optic intrinsic na kaligtasan, madaling deployment, at saklaw sa lahat ng panahon. Maaari itong kolektahin at subaybayan ang mga vibrations sa loob ng monitoring bureau para sa pagsusuri at pagpoposisyon, at isang bagong tool para sa inspeksyon ng pipeline. Ang solusyon na ito ay maaaring makamit ang mataas na katumpakan na awtomatikong inspeksyon at babala 24/7 sa pamamagitan ng mga light sensing device at sensing algorithm engine. Kapag nangyayari ang panlabas na konstruksyon sa paligid ng pipeline, ang kasamang optical fiber na naka-deploy sa kahabaan ng pipeline ay nangongolekta ng impormasyon ng vibration at ipinapadala ito sa optical sensing equipment na naka-deploy sa planta station o valve room. Maaaring maabot ang katumpakan ng pagkilala sa kaganapan 97%. Ang pipeline fiber optic warning solution ay nagsasama ng isang makabagong pinahusay na module na may napakalakas na blind spot correction algorithm, na maaaring itama at hubugin ang bahagi ng mga nakolektang mahinang signal, lubhang nagpapabuti sa pagiging epektibo ng mahinang signal. Kumpara sa average ng industriya, maaari nitong pataasin ang epektibong rate ng pagkuha ng signal sa 99.9%. Ang vibration ripple recognition engine ay maaaring magsuri at mag-restore ng mga kaganapan sa konstruksyon mula sa maraming dimensyon. Para sa bawat punto ng paglitaw ng vibration ng konstruksiyon, phase impormasyon ay maaaring makuha at multi-dimensional na mga tampok (tulad ng voiceprint, dalas, espasyo, pagkakasunod-sunod ng oras, tagal, atbp.) maaaring i-extract. Ang multidimensional deep convolution recognition ay naghahambing ng mga sample, pagpapabuti ng katumpakan ng pagkilala sa kaganapan sa 97%, lumampas sa average na antas ng industriya. And in cooperation with relevant geological research universities in China, importing a large amount of geological data can achieve daily iteration of new event samples, continuous evolution, and continuously improve the accuracy of perception and warning. Samantala, fiber optic sensing equipment can iterate based on new construction behavior data and different geological environment scenarios in the database.

Key points for distributed fiber optic vibration monitoring of long-distance cable conduits

Distributed fiber optic vibration monitoring technology is based on the basic principle of Rayleigh scattering, combined with φ – OTDR (phase sensitive time domain reflectometry) technology and signal analysis and processing algorithms, to achieve fiber optic vibration sensing monitoring. Distributed fiber optic vibration sensors, bilang mahalagang bahagi sa mga teknolohiyang nauugnay sa fiber optic sensor, may mga pakinabang ng non-radiative interference, magandang paglaban sa electromagnetic interference, at mahusay na katatagan ng kemikal na mayroon ang mga ordinaryong fiber optic sensor. Mayroon din silang katangian ng isang-dimensional na spatial na tuluy-tuloy na pamamahagi na taglay ng mga fiber optic sensor. Sa mga praktikal na aplikasyon, tulad ng pananaliksik sa intelligent fiber optic na mga sistema ng babala para sa long-distance na kaligtasan ng pipeline, ang mga intrusion signal sa paligid ng pipeline ay kinokolekta mula sa isang distributed fiber optic sensing system na tinatawag na OTDR (phase sensitive optical time domain reflectometry), Long short term memory, Ang mga ganap na konektadong malalim na neural network ay ginagamit upang magtatag ng isang modelo ng pagkilala at makamit ang pagkilala sa mga dumadaan na signal. Pagkatapos ng pagsasanay at bulag na pagsubok, ang modelo ng pagkilala para sa pagpasa ng mga kaganapan na binuo ay may mahusay na pagkilala at mga epekto sa pagpoposisyon sa aktwal na malayuan na mga kapaligiran sa pagsubaybay sa fiber optic, epektibong binabawasan ang false alarm rate ng sistema ng babala.

Ibinahagi ang mekanismo ng alarma sa pagtagas ng fiber optic para sa malayuang cable conduits

Mayroong iba't ibang mga pamamaraan at mekanismo para sa distributed fiber optic monitoring sa pagsubaybay sa pagtagas ng malayuang cable conduits. Ang DAS pipeline leak monitoring system ay maaaring sabay-sabay na subaybayan ang operasyon ng daan-daang kilometro ng long-distance pipelines batay sa apat na indicator sa real time. Salamat sa advanced na software at algorithm sa pagkilala ng data ng kaganapan, masisiguro nito ang katumpakan ng pagsubaybay sa leak event habang sinasaklaw din ang pagkakakilanlan ng mga potensyal na banta gaya ng ground at construction vibrations. Gumagamit ito ng distributed fiber optic acoustic sensing (ANG) teknolohiya at batay sa isang phase sensitive optical time domain reflectometer (F – OTDR) upang makita ang paatras na Rayleigh scattering signal na nabuo ng magkakaugnay na pulsed light na nagpapalaganap sa fiber, at batay dito, tuklasin at muling buuin ang mga kaganapan sa pagtagas. Pangunahing binubuo ito ng optical fiber, optical signal amplifier/demodulator, mataas na pagkakaugnay-ugnay pulse laser source, at data processing analyzer. Mayroon itong natatanging 4-mode na leak event monitoring mode:
NPP (Pulse ng Negatibong Presyon): Ang tampok na ito ay nabuo kaagad sa panahon ng pangunahing kaganapan ng kaguluhan at mabilis na kumakalat sa parehong direksyon sa loob ng sinusukat na bagay.; The signal is coupled with the measured object and received by a continuous external optical fiber. This is usually the most sensitive detection mode and a rather unique signal.
OFN (Event Noise): When a pipeline leakage event occurs, 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, na hahantong sa deformation ng medium malapit sa pipeline leakage port. Ang sistema ng DAS ay maaaring tumpak na mahanap ang lokasyon ng pagtagas sa pamamagitan ng pagsubaybay sa kapaligiran strain. Para sa malalaking kaguluhan o mga kaganapan sa pagpapapangit, isang alarma ay agad na ma-trigger. Para sa maliliit na abala o deformation, walang alarma na ibibigay bago ang epekto ng kaganapan ay umabot sa fiber optic cable. Ang haba ng panahong ito ay depende sa offset at direksyon ng fiber optic cable.
DTGS (Ibinahagi ang Temperature Gradient Sensing): Ang mga nilalaman ng pipeline sa pangkalahatan ay may isang tiyak na pagkakaiba sa temperatura mula sa panlabas na kapaligiran. Kapag tumagas ang mga materyales (mga gas o likido) tumakas sa panlabas na kapaligiran ng pipeline, dahil sa mataas na sensitivity ng backward Rayleigh scattering light sa 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. Bilang karagdagan, 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. In the experiment, 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.

Sensor ng temperatura ng fiber optic, Intelligent na sistema ng pagsubaybay, Ibinahagi ang tagagawa ng fiber optic sa China