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面向管道渗漏检测的分布式光纤传感系统设计与研究
| 论文题名： | 面向管道渗漏检测的分布式光纤传感系统设计与研究 |
| 关键词： | 管道运输;渗漏检测;分布式光纤传感系统;动态阈值检测法 |
| 摘要： | 进入二十一世纪以来，随着中国经济高速发展，人民生活水平日益提高，城市化率不断增长，工业生产不断扩大。由于管道运输的各项特性，其运输总量逐年上升。然而管道系统发生渗漏是一个普遍存在的问题，给社会造成巨大的资源浪费和严重的经济损失，甚至会危害人民生命。因此，对管道运行状态进行密切监控，对于保障管道健康运行，确保国民经济健康发展有十分重大的意义。近年来，随着分布式光纤传感技术日益发展与成熟，工程人员开始将这种技术应用于管道健康监测领域。 本文基于管道渗漏温度变化特征，结合分布式光纤温度传感系统工作特点，设计并制作一款面向管道渗漏检测的分布式光纤传感仪，并提出基于分布式光纤传感系统的动态阈值检测法，最后通过实验证明该方法的可行性。本文主要完成的工作如下： （1）设计制作面向管道渗漏检测的分布式光纤传感样机，详细分析各关键硬件设备的技术参数对性能的影响。自主设计制作的分布式光纤拉曼传感系统的传感距离达到10km，温度误差在±1℃以内，系统的空间分辨率为1.65m，系统整体工作状态良好。 （2）根据工程应用环境需求，设计分布式光纤传感软件系统。该软件系统包括光强信息采集及处理、温度信号解调、温度报警、渗漏检测、二维空间可视化系统、历史数据查询及其他辅助功能。 （3）通过分析管道渗漏发生后渗漏位置周围环境温度的变化特点及管道沿线温度场分布情况，设计基于分布式光纤传感系统的动态阈值检测法。通过实验结果证明基于分布式光纤拉曼系统的动态阈值检测方法可以有效识别管道发生的渗漏并准确定位渗漏位置，其空间定位精度可以达到1m。将该检测方法集成在软件系统中，完成面向管道渗漏检测的分布式光纤传感样机制作。 |
| 作者： | 许扬 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 张明江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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