[發明專利]一種基于光纖光柵的埋地管線焊縫實時應力在線監測裝置有效

申請號：	201010594578.6	申請日：	2010-12-20
公開（公告）號：	CN102109396A	公開（公告）日：	2011-06-29
發明（設計）人：	胡欣;袁樹忠;劉波	申請（專利權）人：	天津億利科能源科技發展股份有限公司;南開大學
主分類號：	G01L1/24	分類號：	G01L1/24
代理公司：	天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101	代理人：	馮舜英
地址：	300384 天津市南開區華苑產業***	國省代碼：	天津;12
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于光纖光柵管線焊縫實時應力在線監測裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于埋地管道監測技術領域，特別是涉及一種基于光纖光柵的埋地管線焊縫實時應力在線監測裝置。

背景技術

目前，埋地管線日常維護通常使用犧牲陽極保護，檢測手段多根據NACE??ECDA（外部腐蝕直接評估）推薦方法，對外防腐層檢測時多選擇PCM、DCVG/ACVG、CIPS多種檢測手段同時采用。在實際應用中，由于野外管線環境因素復雜，地勢、地表構筑物、沿線農作物等多種條件限制上述技術手段的采用，因此始終存在一定的盲區，增加的管線的失效風險；傳統檢測手段主要針對外防腐完整性，對于應力集中方面幾乎未有針對性手段。綜上，由于傳統技術從時間、位置判斷、趨勢預測等各方面均無法滿足實際需要，一種可以判斷管線應力變化狀態的新型實時在線監測技術的發明，尤為必要。

發明內容

本發明為解決現有技術存在的問題，提供了一種基于光纖光柵的埋地管線焊縫實時應力在線監測裝置。

本發明目的是提供一種具有結構簡單，裝配緊湊，操作方便，省時省力，制造成本低，性能穩定可靠，使用壽命長，位置判斷準確，趨勢預測可靠，實時檢測，數據精度高等特點的基于光纖光柵的埋地管線焊縫實時應力在線監測裝置。

本發明利用光纖傳感技術，設計分布式光纖折射率傳感器，并在埋地油氣管線焊縫處進行布設。當埋地油氣管線最為薄弱得焊縫處發生應力損傷時，光纖折射率傳感器檢測到變化從而實現監測。技術內容包括：

1．分布式光纖折射率傳感器

管線的焊縫是長輸管線最為薄弱區域，也是在應力下最為集中得區域。基于光纖的分布式折射率傳感器的核心是超長閃耀光纖光柵，其柵區長度可達幾十厘米。傳感器整體被設計為插入式探針狀，并根據需要插入或埋入待測管線的外防腐層。當焊縫應力逐漸集中時，依據其集中程度不同，預應力的光纖光柵傳感器會發生相應得變化，而通過監測超長閃耀光柵投射光波長得變化，可以分析出應力變化及程度；

2．埋地油氣管線焊縫應力監測網絡系統

將多支探針狀分布式光纖折射率傳感器埋入或插入待測油氣管線的焊縫處，并通過光纖連接到光譜測量儀，從而構成埋地油管線焊縫的應力監測系統。監測系統實時監測各傳感器的傳感數據，整理并分析油氣管線焊縫應力集中得狀態。并與歷史記錄進行對比，從而給出管線焊縫應力集中趨勢并進行風險評估；

本發明基于光纖光柵的埋地管線焊縫實時應力在線監測裝置采用如下技術方案：

一種基于光纖光柵的埋地管線焊縫實時應力在線監測裝置，其特點是：在線監測裝置包括微處理器、光譜解調儀和閃耀光纖光柵傳感器；微處理器連接光譜解調儀，光譜解調儀連接閃耀光纖光柵傳感器；閃耀光纖光柵傳感器有閃耀光纖光柵、托管和預應力拉帶構成，閃耀光纖光柵裝配在托管內，托管裝有預應力拉帶。

本發明基于光纖光柵的埋地管線焊縫實時應力在線監測裝置還可以采用如下技術措施：

所述的基于光纖光柵的埋地管線焊縫實時應力在線監測裝置，其特點是：裝配閃耀光纖光柵的托管為半圓桶形結構。

所述的基于光纖光柵的埋地管線焊縫實時應力在線監測裝置，其特點是：閃耀光纖光柵有單模光纖連接光譜解調儀，單模光纖與閃耀光纖光柵連接處有外殼和保護套管。

本發明具有的優點和積極效果：

基于光纖光柵的埋地管線焊縫實時應力在線監測裝置，由于采用了本發明全新的技術方案，與現有技術相比，本發明解決了埋地油氣管線焊縫處無實時監測手段的技術盲點?？梢詫崟r在線對埋地管線進行應力監測，使其可以通過傳感器，針對監測點準確監測應力變化及其累計情況。

本發明埋地油氣管線焊縫應力監測技術，利用光纖作為傳感器件，采用分布式光纖應力傳感技術，通過檢測光纖光學參量的變化來感測埋地油氣管線焊縫的應力變化程度?？梢詫崿F實時、網絡化的監測并給出埋地管線應力變化程度及風險評估。

本發明具有結構簡單，裝配緊湊，操作方便，省時省力，制造成本低，性能穩定可靠，使用壽命長，位置判斷準確，趨勢預測可靠，實時檢測，數據精度高等優點。

附圖說明