基于布里渊散射的分布式光纤监测系统在管道安全监测中的应用
2019-02-13李晓可
石油天然气学报 2019年6期
汪 涛,陆 昊,白 宇,李晓可
1中国石油管道局工程有限公司设计分公司,河北 廊坊
2中国石油管道局工程有限公司国际事业部,河北 廊坊
1.引言
管道的安全监测主要包括管道变形监测和管道泄漏监测。管道变形监测的方法有应变片法、超声波法、管道智能清理器法、布拉格光纤光栅法和分布式光纤传感技术等[1][2][3][4]。管道泄漏的监测方法有超声波检测法、漏磁通检测法和分布式光纤传感技术等[5][6]。分布式光纤传感技术是以普通光纤作为传感器,在光纤任意位置都可以进行温度和应变测量,相较于其他传统管道变形监测技术具有分布式、连续式和实时在线监测等优点。笔者利用基于布里渊散射原理的DiTeSt 分布式光纤监测系统,在高海拔长距离的管道运输项目中实现了连续、在线、可靠的管道变形和管道泄漏监测,提高了管道安全运营管理水平和效率。
2.分布式光纤监测系统监测原理
光在光纤中传播会产生散射,主要有瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射。布里渊散射是光子与光纤中的声子相互作用产生的,布里渊散射光同时对应变和温度敏感,应变和温度产生变化时,背向布里渊散射光将会产生频移,通过测量测定脉冲光的背向布里渊散射频移量可以实现分布式应变、温度测量。
目前基于布里渊散射的应变、温度传感技术有基于光时域反射的分布式光纤传感技术(BOTDR)和基于光时域分析的分布式光纤传感技术(BOTDA)[7][8]。BOTDA 技术根据脉冲光和连续光之间的相互作用,使得布里渊频谱受激放大,因此可获得比BOTDR 技术更高的空间分辨率和精度。……
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