[發明專利]遠距離分布式輸油管多參數在線測量系統

在審

• 申請號: 202110482160.4
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113188600A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 董珊珊;井健;許長華;王波;胡果;楊露;徐中節;姜斌;李炯鈺;蔡婧;鄧呈波;楊嬌;任斌
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所;西安航天遠征流體控制股份有限公司;西安美辰光電科技有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01D5/26;G01D5/30
• 代理公司: 西安鼎邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61263
• 代理人: 李振瑞

本發明提供了遠距離分布式輸油管多參數在線測量系統，包括測量光源、傳輸光纖、輸油管線和測量傳感器，所述測量光源外設有光纖波分復用器，光纖波分復用器通過第一光纖集束與級聯多傳感器連接；級聯多傳感器輸出端設有第二光纖集束，第二光纖集束另外一端設有波分復用器，波分復用器通過第二傳輸光纖傳給分波長探測器。本發明將多種無源傳感器通過石油管線上的檢測窗口放置在油管內部，多種傳感器之間采用并聯方式連接，傳感器和外界采用光纖進行信號的輸入和輸出，不同波長的信號光通過光纖波分復用器進行分光和復用，發射激光器為多波長激光器，光電探測器為寬帶半導體探測器，光纜采用低損耗光纖，整個系統的探測信噪比和靈敏度高。

技術領域

本發明屬于分布式傳感領域，具體涉及一套用于遠距離輸油管線內油品檢測的分布式光電傳感系統。

背景技術

通過管道運輸油料具有運量大、成本低、運油量穩定、不受氣候和其它因素限制等優點，已被世界各國廣泛接受和應用，是油料運輸的最重要的手段。隨著成品油管道運輸技術的發展和日臻完善，成品油管道鋪設規模不斷擴大。目前，輸油管道鋪設距離一般都比較遠，大部分管道都位于無人區域，管道內外的維護和狀態監測比較困難。如果采用人力去監測，費時費力，所以目前都是在輸油管線路上安裝傳感器進行狀態測量，但傳感器類型較多，信號傳輸路徑和方法各不相同，導致傳感測量系統十分復雜，并且兼容性很差。如何實現簡單高效的多傳感器信號的傳輸和測量是一個有待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中不能實現簡單高效的多傳感器信號的傳輸和測量的技術問題。本發明采用激光信號進行遠距離輸油管線內油品的分布式多參數檢測，通過光纖進行探測光和信號光的傳輸，采用多個光無源傳感器級聯，能夠多點實時對輸油管線內的油品進行多參數在線檢測，獲得油品的參數和狀態，包括油品種類、油品溫度、壓力、油品流速等。本發明采用波分復用技術，將多波長的激光信號沿第一傳輸光纖光纜進行傳輸到達輸油管后通過分光器按不同波長進行分離，返回的各波長的信號光通過波分復用器進行復用回到一根光纖中，通過第二傳輸光纖返回控制中心。這樣大大減少了線路的復雜程度，將所有的的有源模塊和設備放置在控制中心內，在戶外的部分僅為無源器件，尤其適用光學無源器件，這些器件的穩定性極好，不易出現故障，這樣就能夠很大程度上降低了故障風險。

本發明提供了遠距離分布式輸油管多參數在線測量系統，包括測量光源、傳輸光纖、輸油管線和測量傳感器，所述傳輸光纖包括第一傳輸光纖、第二傳輸光纖、第一光纖集束和第二光纖集束，測量光源外設有第一傳輸光纖，第一傳輸光纖上設有光纖波分復用器，光纖波分復用器另外一端設有第一光纖集束，第一光纖集束端頭設有測量傳感器；測量傳感器輸出端設有第二光纖集束，第二光纖集束另外一端設有波分復用器，波分復用器外設有第二傳輸光纖，第二傳輸光纖另外一端設有分波長探測器。

本發明中，所述測量傳感器為級聯多傳感器，包括級聯多傳感器為油品溫度傳感器、折射率傳感器、壓力傳感器或者濃度傳感器中的若干種。

本發明中，級聯多傳感器采用光纖耦合的無源傳感器。

本發明中，第一傳輸光纖和第二傳輸光纖設置在同一根光纜中。

本發明中，測量光源為多波長可調諧激光光源。

本發明中，輸油管線上設有檢測端口。

本發明中，檢測端口和油品溫度傳感器、折射率傳感器、壓力傳感器或者濃度傳感器分別相匹配。

本發明中，測量傳感器為設有光電轉換模塊的電信號傳感器。

本發明的有益效果:

本發明提供的遠距離分布式輸油管多參數在線測量系統，本發明將多種無源傳感器通過石油管線上的檢測窗口放置在油管內部，多種光傳感器之間采用并聯方式連接，傳感器和外界采用光纖進行信號的輸入和輸出，不同波長的信號光通過光纖波分復用器進行分光和復用，發射激光器為多波長激光器，光電探測器為寬帶半導體探測器，光纜采用低損耗光纖，整個系統的探測信噪比和靈敏度高，檢測數據準確。