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光纤传感管网泄漏监测系统偏振控制及现场实验研究
| 论文题名： | 光纤传感管网泄漏监测系统偏振控制及现场实验研究 |
| 关键词： | 光纤传感技术;管网泄漏;泄漏监测系统;偏振控制;泄漏检测;管道;液压系统;理论分析和实验研究;声发射;分布式;准确定位;运行安全性;实验验证;法兰泄漏;发射机理;小泄漏;模拟退火算法;灵敏度;分析处理技术;资源浪费 |
| 摘要： | 管道作为石油、天然气、自来水等的主要运输工具，其运行安全性已受到广泛关注。管道老化或工作环境导致管道腐蚀穿孔引起的持续性小规模泄漏的及早发现与准确定位是管道运行安全的主要问题和难题。液压系统复杂管网的泄漏检测更是液压系统急需解决的重点和难点之一。其管线分布复杂，空间狭小，监测设备安装不方便；泄漏量小，传统的流量和压力法不易于检测；且邻近管路之间多有干扰。因此研究管道管网泄漏的检测理论、检测方法，实现对小泄漏的快速检测及准确定位，对于维护管道的安全运行，避免资源浪费，有着重要的理论价值和现实意义。 干涉型分布式光纤传感技术具有高灵敏度、大动态范围、耐腐蚀等特点，因此在实现管线小泄漏检测方面具有极大的潜力。本文利用基于Sagnac干涉仪原理的分布式光纤传感技术结合现代信号分析处理技术，对充液管道的泄漏检测与定位问题进行了理论分析和实验研究，主要工作如下： 1.对直线型分布式光纤传感管道泄漏监测系统进行了优化，分析了偏振控制的原理，利用遗传算法和模拟退火算法，结合偏振控制模块，实现了系统中光波偏振态的动态跟踪控制，提高了系统检测的灵敏度，降低了监测操作的复杂性； 2.完成了光纤传感管网泄漏监测系统的设计和搭建，包括硬件性能分析和软件设计，开发并实现了基于Labview和FoxPro的泄漏监测定位程序，提出了泄漏检测定位算法，增设了数据库，实现了泄漏检测数据的实时报警、检索和存储，智能化程度较高； 3.对复杂液压管网的泄漏进行了实验研究，从声发射机理的角度对管间干扰因素进行了分析和研究，定性得出了管道通径、泄漏孔径与泄漏声发射信号频带之间的关系，并进行了实验验证； 4.从泄漏孔形式改变引起声发射机理变化的角度，分析了光纤传感法兰泄漏监测的原理和特点，并进行了实验验证，取得了较好的实验结果。为液压系统法兰泄漏的监测提供了新的方法和实验依据。 |
| 作者： | 骆建伟 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 何存富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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