【摘 要】
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油气及给排水管网是关系到国计民生的重要基础设施。本文围绕管道变形的相关监测技术,分析了传统管道变形监测技术的不足,论证了分布式光纤传感技术应用于高聚物管道变形监测的
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油气及给排水管网是关系到国计民生的重要基础设施。本文围绕管道变形的相关监测技术,分析了传统管道变形监测技术的不足,论证了分布式光纤传感技术应用于高聚物管道变形监测的可行性,同时通过系列试验研究,提出了布里渊光时域反射测量技术(BOTDR)在管道变形监测中的具体应用方法。论文的主要研究成果如下:
(1)系统的总结了传统管道监测的相关技术方法,结合实际分析了这些方法的不足与缺陷;介绍了几种基于布里渊散射光的光纤传感原理和技术;论证了BOTDR应用于管道变形监测的可行性及工作参数设置等。
(2)首次将BOTDR分布式光纤传感技术应用于管道转动变形监测,并针对BOTDR的特点,开展了分布式光纤监测技术应用于管道挠曲变形监测的试验研究,包括传感光纤的封装,试验过程以及数据的分析。
(3)通过在管道表面粘贴不同交角的传感光纤,采用BOTDR和FBG光纤传感组合技术,对管道的压缩变形监测进行了试验研究;在步入式高低温交变湿热实验室内进行了管道的收缩膨胀试验;对中空以及注水后的PVC管道在温度由零下15度至零上45度变化过程中的变形进行了监测试验。在这些试验的基础上,掌握了PVC管道在试验环境温度变化过程中的管体形态变化规律,验证了不同传感光纤封装角度的管道变形测试结果的差异性。
(4)建立了基于GIS和BOTDR的管网预警系统,从管道工程的特点出发,设计出了系统所应具备的功能模块和数据流程框架,为管网预警系统的进一步开发打下了基础。
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