[發(fā)明專利]一種長輸埋地管道荷載識別及安全監(jiān)測系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710171798.X | 申請日： | 2017-03-22 |
| 公開（公告）號： | CN106840363B | 公開（公告）日： | 2019-04-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張世海;何建平;劉斌;張黎;戈旭 | 申請（專利權(quán)）人： | 南陽理工學(xué)院 |
| 主分類號： | G01H9/00 | 分類號： | G01H9/00;F17D5/00 |
| 代理公司： | 北京智繪未來專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11689 | 代理人： | 張紅蓮 |
| 地址： | 473004*** | 國省代碼： | 河南;41 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 長輸埋 管道 荷載 識別 安全 監(jiān)測 系統(tǒng) | ||
1.一種長輸埋地管道荷載識別及安全監(jiān)測系統(tǒng)，包括分布式光纖振動傳感器(1)、傳輸光纜(2)、分布式光纖振動測試單元(3)、振動信號識別分析單元(4)和長輸埋地管道安全評定單元(5)；其特征在于：
分布式光纖振動傳感器(1)與長輸埋地管道同溝鋪設(shè)，鋪設(shè)間距小于1m，荷載作用在管道地基上產(chǎn)生振動，振動信息在巖土中傳播至分布式光纖振動傳感器(1)上；
分布式光纖振動測試單元(3)通過傳輸光纜(2)實時采集分布式光纖振動傳感器(1)上感知的振動信息，并將所采集的振動信息傳輸至振動信號識別分析單元(4)；
所述振動信號識別分析單元(4)預(yù)先存儲荷載樣本空間，當(dāng)振動信號識別分析單元(4)采集到分布式光纖振動傳感器(1)所感知的振動信息后，對振動信息進(jìn)行能量譜分析，并與預(yù)先存儲的荷載樣本空間的能量譜進(jìn)行比對，識別出荷載類型和大小，同時對荷載作用頻次進(jìn)行計數(shù)；
所述振動信號識別分析單元(4)根據(jù)振動信息識別荷載信息，并將所識別的荷載信息傳輸?shù)介L輸埋地管道安全評定單元(5)，所述長輸埋地管道安全評定單元(5)根據(jù)接收到的荷載信息分析該荷載作用下管道的受力和變形，對管道安全進(jìn)行評定，其中所述振動信號識別分析單元(4)所識別荷載信息包括荷載類型、大小以及所統(tǒng)計的荷載作用頻次；
所述荷載樣本空間預(yù)先在實驗室或戶外進(jìn)行模擬建立，根據(jù)不同荷載工況產(chǎn)生的振動信息進(jìn)行能量譜分析，建立能量譜與荷載類型和荷載大小一一對應(yīng)關(guān)系；
實際監(jiān)測中，分布式光纖振動測試單元(3)采集各種振動信號，將振動信號傳輸至振動信號分析識別單元(4)，振動信號分析識別單元(4)首先對振動信號進(jìn)行能量譜分析，然后對比樣本空間中的能量譜樣本，如果匹配則識別出相應(yīng)的荷載類型、大小及統(tǒng)計荷載作用頻次；如果不匹配，則建立新的振動荷載與能量譜的關(guān)系，并加入到樣本空間中，更新荷載識別樣本空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長輸埋地管道荷載識別及安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：
所述分布式光纖振動傳感器(1)既可以為與長輸埋地管道同溝鋪設(shè)的單獨(dú)的分布式光纖振動傳感器，也可以為與長輸埋地管道同溝鋪設(shè)的通訊光纜中的冗余單模光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的長輸埋地管道荷載識別及安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：
所述分布式光纖振動測試單元(3)采集分布式光纖振動傳感器(1)感知的振動信號，并將振動信號與非荷載作用下的信號進(jìn)行差值，保存差值大于設(shè)定突變量的振動信號，然后傳輸至振動信號識別分析單元(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長輸埋地管道荷載識別及安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：
所述振動信號識別分析單元(4)進(jìn)一步包括自我學(xué)習(xí)更新模塊，當(dāng)某作用荷載產(chǎn)生的振動信息不在預(yù)先存儲的荷載樣本空間中時，振動信息識別分析單元(4)通過自我學(xué)習(xí)更新模塊根據(jù)現(xiàn)場觀察荷載和分析出來的能量譜信息，建立能量譜與荷載類型和荷載大小一一對應(yīng)關(guān)系，并將該對應(yīng)關(guān)系增至荷載樣本空間中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長輸埋地管道荷載識別及安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：
所述長輸埋地管道安全評定單元(5)基于管道地基的物理性質(zhì)和所接收到的荷載信息，分析作用荷載下長輸埋地管道的力學(xué)特征，對長輸埋地管道進(jìn)行安全評定；
所述的長輸埋地管道安全評定單元首先基于管道的地基和管道的物理性質(zhì)，建立埋地管道力學(xué)模型；其次將識別出的荷載作為管道計算的荷載；最后，理論分析該計算荷載下管道的真實力學(xué)性狀，對管道的損傷情況進(jìn)行評價。
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