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用光學纖維傳感器監測管子彎曲和腐蝕
來源:  作者:本站

  用長標距光學纖維傳感器(FOS)通過監視管道初始狀態下的自然面變形直接探測管道的活動,以及由此產生的任何彎曲應變。對這類應變及其伴生應力監測可對管道的潛在缺陷進行預報。若已知管段受局部凹坑或針孔缺陷的影響,便可用FOS預測到某些可能范圍內的缺陷。

  FOS是一種實時監測管線缺陷的工具,可安裝在壓力罐外部使用。它比普通傳感器優越的是排除了受電磁干擾的影響,可以安全地安裝在泵、發動機和發電機附近使用。光纖通訊電纜的傳輸損失極小,是一種理想的長距離傳感裝置,并且有適用的軟件接口。FOS系統所提供的數據均是可以通過操作人員進行實時調節的,它能測出結構的位移、應變、壓力、振動和溫度。

  目前市場上可以提供三種不同類型的這類傳感器。第一種是點傳感器,它包括有纖維Bragg光柵傳感器(FBG)和Fabry-Peret傳感器(FP)。FBG能反射出具有波長變化的,與光柵區纖維應變成比例的光。FP傳感器同樣也能反應出由波長變化所產生的應變。第二種是分布傳感器,有Raman和Brillouin分散式傳感器,其兩者均用于測定光的波長變化。第三種是長標距纖維光學傳感器(FOS),這類傳感器用于測定長達10cm至100m的標距長度的平均移位。

  由光纖系統工藝公司(FOX-TEK)制造的長標距光纖傳感器(FT)已應用于管線的監測及其它工業領域,如煉油廠和民用建筑業中。該傳感器通過其標距長度來測定管線的平均熱應變和機械應變。地震活動會形成地面和埋地管線的不同活動,將FT傳感器粘結在管子表面上,沿管線的縱向軸便可通過測出軸向應變而探測出管子的活動,通過公式計算出管線的總應變值。用于探測管子活動的FT傳感器同樣也可以用于估算出作用在管子上的最大壓縮張力彎曲應變(其在自然面為±90°時出現)。用FOS和普通傳感器各自測出壓彎數據,軸向活動試驗結果以及典型傳感器位移數據,預測的曲線與用超聲波所進行的厚度測定很相符。在應變敏感性方面,已表明FT傳感器比其它七種技術更為優越。

  Enbridge管道公司已向FOX-TEK訂購這類傳感器,并將安裝在加拿大最長的管線上使用。該訂購合同還包括對FT 3400系列系統進行更換,FOX-TEK公司特提供在線探測所獲取的數據分析。


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