[實(shí)用新型]一種基于光纖光柵的埋地管線焊縫實(shí)時(shí)應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020667404.3
• 申請(qǐng)日: 2010-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201926530U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡欣;袁樹(shù)忠;劉波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津億利科能源科技發(fā)展股份有限公司;南開(kāi)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/24
• 分類號(hào): G01L1/24
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 馮舜英

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于埋地管道監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于光纖光柵的埋地管線焊縫實(shí)時(shí)應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)

目前，埋地管線日常維護(hù)通常使用犧牲陽(yáng)極保護(hù)，檢測(cè)手段多根據(jù)NACE??ECDA（外部腐蝕直接評(píng)估）推薦方法，對(duì)外防腐層檢測(cè)時(shí)多選擇PCM、DCVG/ACVG、CIPS多種檢測(cè)手段同時(shí)采用。在實(shí)際應(yīng)用中，由于野外管線環(huán)境因素復(fù)雜，地勢(shì)、地表構(gòu)筑物、沿線農(nóng)作物等多種條件限制上述技術(shù)手段的采用，因此始終存在一定的盲區(qū)，增加的管線的失效風(fēng)險(xiǎn)；傳統(tǒng)檢測(cè)手段主要針對(duì)外防腐完整性，對(duì)于應(yīng)力集中方面幾乎未有針對(duì)性手段。綜上，由于傳統(tǒng)技術(shù)從時(shí)間、位置判斷、趨勢(shì)預(yù)測(cè)等各方面均無(wú)法滿足實(shí)際需要，一種可以判斷管線應(yīng)力變化狀態(tài)的新型實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)用新型，尤為必要。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供了一種基于光纖光柵的埋地管線焊縫實(shí)時(shí)應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)裝置。

本實(shí)用新型目的是提供一種具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配緊湊，操作方便，省時(shí)省力，制造成本低，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，位置判斷準(zhǔn)確，趨勢(shì)預(yù)測(cè)可靠，實(shí)時(shí)檢測(cè)，數(shù)據(jù)精度高等特點(diǎn)的基于光纖光柵的埋地管線焊縫實(shí)時(shí)應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)裝置。

本實(shí)用新型利用光纖傳感技術(shù)，設(shè)計(jì)分布式光纖折射率傳感器，并在埋地油氣管線焊縫處進(jìn)行布設(shè)。當(dāng)埋地油氣管線最為薄弱得焊縫處發(fā)生應(yīng)力損傷時(shí)，光纖折射率傳感器檢測(cè)到變化從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)。技術(shù)內(nèi)容包括：

1．分布式光纖折射率傳感器

管線的焊縫是長(zhǎng)輸管線最為薄弱區(qū)域，也是在應(yīng)力下最為集中得區(qū)域。基于光纖的分布式折射率傳感器的核心是超長(zhǎng)閃耀光纖光柵，其柵區(qū)長(zhǎng)度可達(dá)幾十厘米。傳感器整體被設(shè)計(jì)為插入式探針狀，并根據(jù)需要插入或埋入待測(cè)管線的外防腐層。當(dāng)焊縫應(yīng)力逐漸集中時(shí)，依據(jù)其集中程度不同，預(yù)應(yīng)力的光纖光柵傳感器會(huì)發(fā)生相應(yīng)得變化，而通過(guò)監(jiān)測(cè)超長(zhǎng)閃耀光柵投射光波長(zhǎng)得變化，可以分析出應(yīng)力變化及程度；

2．埋地油氣管線焊縫應(yīng)力監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

將多支探針狀分布式光纖折射率傳感器埋入或插入待測(cè)油氣管線的焊縫處，并通過(guò)光纖連接到光譜測(cè)量?jī)x，從而構(gòu)成埋地油管線焊縫的應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各傳感器的傳感數(shù)據(jù)，整理并分析油氣管線焊縫應(yīng)力集中得狀態(tài)。并與歷史記錄進(jìn)行對(duì)比，從而給出管線焊縫應(yīng)力集中趨勢(shì)并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；

本實(shí)用新型基于光纖光柵的埋地管線焊縫實(shí)時(shí)應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)裝置采用如下技術(shù)方案：

一種基于光纖光柵的埋地管線焊縫實(shí)時(shí)應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)裝置，其特點(diǎn)是：在線監(jiān)測(cè)裝置包括微處理器、光譜解調(diào)儀和閃耀光纖光柵傳感器；微處理器連接光譜解調(diào)儀，光譜解調(diào)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(yù)應(yīng)力拉帶構(gòu)成，閃耀光纖光柵裝配在托管內(nèi)，托管裝有預(yù)應(yīng)力拉帶。

本實(shí)用新型基于光纖光柵的埋地管線焊縫實(shí)時(shí)應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)裝置還可以采用如下技術(shù)措施：

所述的基于光纖光柵的埋地管線焊縫實(shí)時(shí)應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)裝置，其特點(diǎn)是：裝配閃耀光纖光柵的托管為半圓桶形結(jié)構(gòu)。

所述的基于光纖光柵的埋地管線焊縫實(shí)時(shí)應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)裝置，其特點(diǎn)是：閃耀光纖光柵有單模光纖連接光譜解調(diào)儀，單模光纖與閃耀光纖光柵連接處有外殼和保護(hù)套管。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

基于光纖光柵的埋地管線焊縫實(shí)時(shí)應(yīng)力在線監(jiān)測(cè)裝置，由于采用了本實(shí)用新型全新的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型解決了埋地油氣管線焊縫處無(wú)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段的技術(shù)盲點(diǎn)。可以實(shí)時(shí)在線對(duì)埋地管線進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)，使其可以通過(guò)傳感器，針對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)應(yīng)力變化及其累計(jì)情況。

本實(shí)用新型埋地油氣管線焊縫應(yīng)力監(jiān)測(cè)技術(shù)，利用光纖作為傳感器件，采用分布式光纖應(yīng)力傳感技術(shù)，通過(guò)檢測(cè)光纖光學(xué)參量的變化來(lái)感測(cè)埋地油氣管線焊縫的應(yīng)力變化程度。可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)測(cè)并給出埋地管線應(yīng)力變化程度及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配緊湊，操作方便，省時(shí)省力，制造成本低，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，位置判斷準(zhǔn)確，趨勢(shì)預(yù)測(cè)可靠，實(shí)時(shí)檢測(cè)，數(shù)據(jù)精度高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的閃耀光纖光柵傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，?1.閃耀光纖光柵，2.單模光纖，3.針狀外殼，4.保護(hù)套管，5.光纖接頭，6.托筒，7.預(yù)應(yīng)力拉帶,8.?光譜解調(diào)儀,9.計(jì)算機(jī)。

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲列舉以下實(shí)例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下：

參照附圖1和圖2。