CN112414930B - 一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,该系统包括:光纤传感终端、数据库服务器、北斗定位模块、腐蚀监测模块以及预警模块,光纤传感终端实时采集油气管道的腐蚀数据和参考数据,腐蚀监测模块从数据库服务器中调取腐蚀数据和参考数据进行分析处理,得到油气管道相关的应力、温度和位置信息,将位置信息标注在油气管网虚拟地图上,并进行实时显示。该系统通过光纤检测方式实现对油气管路腐蚀状态的实时检测定位,得到的检测信息经过分析处理,并结合北斗定位获得的虚拟地图实现对腐蚀数据的形象化展示,同时还可以对异常状况进行及时有效的预警,更加全面、高效、准确的实现了油气管路腐蚀的监测工作。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传感与腐蚀监测技术领域,更具体的说是涉及一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统。
背景技术
目前,随着油气管道建设的不断推进,管道输送过程的安全问题受到越来越多的关注,各种原因导致的管道泄漏频繁发生,一旦油气管道发生泄漏等危险情况,不仅会造成挥发性有机物的泄漏引起灾难性的环境污染,还会对相关行业正常运行以及人们的日常生活造成严重影响。
管道泄漏的主要原因在于日常维护监管不到位,未能及时了解管道的腐蚀状态,从而无法预知管道的泄漏隐患。同时,由于现有的腐蚀监测方法,比如表观检查、挂片法、电阻法等都是单一指标的检测,准确度不高,无法将数据实时传输回监测中心且无法对管道泄漏位置准确定位,进而在管道出现异常状况时,很难及时有效的采取维护措施,导致安全事故频发。
因此,如何提供一种功能完善、准确可靠的油气管道智能腐蚀监测系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,该系统能够实现对油气管路腐蚀状态的在线检测,并具有实时监控和预警功能,解决了现有的管道腐蚀监测方法准确度不高、功能不够完善的问题。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,该系统包括:
光纤传感终端,所述光纤传感终端用于实时采集油气管道的腐蚀数据和参考数据;
数据库服务器,所述数据库服务器用于接收并存储所述腐蚀数据和参考数据;
北斗定位模块,用于根据油气管道的实际定位信息,生成油气管网虚拟地图;
腐蚀监测模块,所述腐蚀监测模块用于从所述数据库服务器中调取所述腐蚀数据和参考数据,并分别对所述腐蚀数据和参考数据进行分析处理,得到油气管道相关的应力、温度和位置信息,将所述位置信息标注在所述油气管网虚拟地图上,并实时显示所述油气管道相关的应力、温度信息以及标注后的油气管网虚拟地图;
预警模块,用于将所述腐蚀监测模块得到的所述油气管道相关的应力和温度信息与预设的相应阈值进行比对分析,并在分析到所述腐蚀数据中应力信息异常和/或温度信息异常时,生成预警信息,发出警报提示,并将所述预警信息上报至所述数据库服务器,所述数据库服务器还用于对所述预警信息进行分类存储。
上述提到的油气管道相关的应力、温度和位置信息包括对腐蚀数据分析后得到的相应的应力、温度和位置信息以及对参考数据分析后得到的相应的应力、温度和位置信息。
进一步地,所述光纤传感终端包括泵浦激光仪、光纤检测单元、光纤参考单元以及无线通信模块;
所述泵浦激光仪分别与所述光纤检测单元和所述光纤参考单元连接,所述光纤检测单元和所述光纤参考单元均与所述无线通信模块连接;
所述泵浦激光仪发出光脉冲信号,所述光脉冲信号分别输入所述光纤检测单元和所述光纤参考单元后,输出腐蚀数据和参考数据,所述腐蚀数据和所述参考数据经所述无线通信模块发送至所述数据库服务器。
在对管道腐蚀信息进行检测时,分为监测线路和参考线路,监测线路用于检测油气管路的腐蚀状态,参考线路用于提供相应的参考数据,通过对比参考线路数据,以消除环境因素的对腐蚀检测结果的影响。
进一步地,所述光纤检测单元包括第一耦合器、检测光纤、第一分光器、第一光电检测器以及第一A/D采样器,所述检测光纤紧贴油气管道的外壁布置;
所述光纤参考单元包括第二耦合器、参考光纤、第二分光器、第二光电检测器以及第二A/D采样器,所述参考光纤沿油气管道方向水平铺设并布置于所述油气管道上方;
所述泵浦激光仪发出光脉冲信号,所述光脉冲信号经所述第一耦合器耦合进入所述检测光纤中,并经所述第二耦合器耦合进入所述参考光纤中;
所述检测光纤中的光脉冲信号经散射后沿原光路返回所述第一耦合器,所述第一耦合器输出检测线路的布渊里散射光和拉曼散射光,所述拉曼散射光经所述第一分光器分光后,所述布渊里散射光和分光后的拉曼散射光均输入所述第一光电检测器进行光电信号转换,经所述第一A/D采样器进行模数信号转换后,得到腐蚀数据,并将所述腐蚀数据发送至所述无线通信模块;
所述参考光纤中的光脉冲信号经散射后沿原光路返回所述第二耦合器,所述第二耦合器输出参考线路的布渊里散射光和拉曼散射光,所述拉曼散射光经所述第二分光器分光后,所述布渊里散射光和分光后的拉曼散射光均输入所述第二光电检测器进行光电信号转换,并经所述第二A/D采样器进行模数信号转换后,得到参考数据,并将所述参考数据发送至所述无线通信模块,所述无线通信模块将接收到的数据传输至所述数据库服务器。
具体地,泵浦激光仪产生稳定的、固定波长的、脉冲宽度可调的光脉冲信号;光脉冲信号分为两路耦合进入检测光纤和参考光纤,在检测光纤和参考光纤内传输时发生散射,其中后向散射光沿着光路返回到相应的耦合器,分为两路输出,一路为布渊里散射光,另一路经分光器分为作为参考信息的Stokes拉曼散射光和带有温度信的Anti-Stokes拉曼散射光。
进一步地,所述检测光纤通过环氧树脂以螺旋状沿油气管道轴向均匀贴附于油气管道的外壁上。检测光纤通过环氧树脂以螺旋状,沿管道轴向均匀贴合在预先设定的各检测点上,螺旋布设时,每个环间隔设定为5~15厘米。
进一步地,本发明将经过包层和保护膜处理后的裸光纤构成参考光纤,参考光纤沿管道轴向水平铺设在管顶上方10~30厘米处。
进一步地,所述腐蚀监测模块包括:
数据读取单元,用于实时读取所述数据库服务器内存储的腐蚀数据和参考数据;
数据分析单元,用于分别对所述腐蚀数据和参考数据进行分析处理,分别对所述腐蚀数据和参考数据中布渊里光进行时域分析,得到应力动态曲线,并分别对所述腐蚀数据和参考数据中拉曼散射光分光后的两条光(即Stokes拉曼散射光和Anti-Stokes拉曼散射光)的光功率比进行分析,得到光纤沿线的环境温度曲线和油气管路相关的位置信息;
数据标注单元,用于将所述位置信息标注在所述油气管网虚拟地图上,此过程可以结合现有的北斗定位系统API(Application Programming Interface,应用程序接口),将油气管道根据实际经纬度坐标模拟可视化显示到在线地图上,使得远程管道腐蚀监测情况更加直观明了;
显示单元,用于显示所述应力动态曲线、环境温度曲线以及标注位置信息后的油气管网虚拟地图。
进一步地,所述预警模块包括:
数据比对单元,用于将油气管道相关的应力信息与预设的应力阈值进行比对,在腐蚀数据中应力信息超过应力阈值时,生成预警信息,和/或将油气管道相关的温度信息与预设的温度阈值进行比对,在腐蚀数据中温度信息低于温度阈值时,生成初次预警信息;
警报单元,用于接收所述初次预警信息,并发出预警提示;
反馈单元,用于将所述初次预警信息反馈至所述数据库服务器;
联动单元,用于将所述初次预警信息实时发送至管理人员终端。
预警模块根据设置的应力上限阈值及温度下限阈值,判断管段是否正常。检测到的应力信息若持续大于应力阈值或检测到的温度信息持续小于温度阈值,可以通过预警模块内的处理器发送报警指令启动警报单元(可以是报警器),实现初次预警。
进一步地,所述预警模块还包括时间比对单元,所述时间比对单元用于将所述腐蚀数据中应力信息超过应力阈值的持续时间与预设的应力持续时间阈值进行比对,并将所述腐蚀数据中温度信息低于温度阈值的持续时间与预设的温度持续时间阈值进行比对,在所述腐蚀数据中应力信息超过应力阈值的持续时间超过预设的应力持续时间阈值时,和/或所述腐蚀数据中温度信息低于温度阈值的持续时间超过预设的温度时间阈值时,生成二次预警信息。
进一步地,所述二次预警信息包括管道泄漏预警信息、管道腐蚀预警信息和管道破坏预警信息;
在所述腐蚀数据中温度信息低于温度阈值的持续时间超过预设的温度持续时间阈值时,生成管道泄漏预警信息;
在所述腐蚀数据中应力信息超过应力阈值的持续时间超过预设的应力持续时间阈值时,生成管道腐蚀预警信息;
在所述腐蚀数据中应力信息陡增且超过应力阈值的持续时间超过预设的应力持续时间阈值时,生成管道破坏预警信息。
预警模块还可以通过分析最终结果判断最大应力及最低温度持续时间,根据持续时间是否大于相应的设定阈值,对腐蚀分类启动二次预警,向监管员终端发送报警指令,并启动预警单元。对于正常状态,则输出报表数据,反馈传输至数据库服务器中储存;对于异常状态,则进行报警提示并向管理人员终端发送预警信息通知相关人员,并按照腐蚀类别将相应信息反馈传输至数据库服务器中储存。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,该系统通过光纤检测方式实现对油气管路腐蚀状态的实时检测定位,得到的检测信息经过分析处理并结合北斗定位获得的虚拟地图实现对腐蚀数据的形象化展示,同时还可以对异常状况进行及时有效的预警,更加全面、高效、准确的实现了油气管路腐蚀的监测工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统的整体结构架构示意图;
图2为本发明实施例中光纤传感终端内检测器件的安装状态示意图;
图3为本发明实施例中光纤传感终端实现腐蚀检测过程的原理示意图;
图4为本发明实施例中检测光纤或参考光纤的结构示意图;
图5(a)为本发明实施例中油气管道出现腐蚀时获得的应力数据及相应时间信息的统计图;
图5(b)为本发明实施例中油气管道出现泄漏时获得的温度数据及相应时间信息的统计图;
图5(c)为本发明实施例中油气管道被破坏时获得的应力数据及相应时间信息的统计图;
图6为本发明实施例中基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统的工作原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参见附图1,本发明实施例公开了一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,该系统包括:
光纤传感终端1,光纤传感终端1用于实时采集油气管道的腐蚀数据和参考数据;
数据库服务器2,数据库服务器2用于接收并存储腐蚀数据和参考数据;
北斗定位模块3,用于根据油气管道的实际定位信息,生成油气管网虚拟地图;
腐蚀监测模块4,腐蚀监测模块4用于从数据库服务器2中调取腐蚀数据和参考数据,并分别对腐蚀数据和参考数据进行分析处理,得到油气管道相关的应力、温度和位置信息,将位置信息标注在油气管网虚拟地图上,并实时显示油气管道相关的应力、温度信息以及标注后的油气管网虚拟地图;
预警模块5,用于将腐蚀监测模块4得到的油气管道相关的应力和温度信息与预设的相应阈值进行比对分析,并在分析到腐蚀数据中应力信息异常和/或温度信息异常时,生成预警信息,发出警报提示,并将预警信息上报至数据库服务器2,数据库服务器2还用于对预警信息进行分类存储。
该系统在工作时,光纤传感终端1将监测数据汇集后传输至数据库服务器2,腐蚀监测模块4通过分析从数据库服务器2中读取的实时数据,得出管道腐蚀状况,北斗定位模块3(主要利用北斗定位系统)在管网地图上对腐蚀部位进行定位,并通过腐蚀监测模块4进行整合、显示,预警模块5对油气管道发生腐蚀的情况进行及时有效的报警。
参见附图2,光纤传感终端1包括泵浦激光仪101、光纤检测单元、光纤参考单元以及无线通信模块112;
泵浦激光仪101分别与光纤检测单元和光纤参考单元连接,光纤检测单元和光纤参考单元均与无线通信模块112连接;
泵浦激光仪101发出光脉冲信号,光脉冲信号分别输入光纤检测单元和光纤参考单元后,输出腐蚀数据和参考数据,腐蚀数据和参考数据经无线通信模块112发送至数据库服务器2。
具体地,光纤检测单元包括第一耦合器104、检测光纤102、第一分光器106、第一光电检测器108以及第一A/D采样器110,检测光纤102紧贴油气管道a的外壁布置,并沿油气管道a轴向均匀贴合在各测点b上,且本实施例中检测光纤102采用螺旋状布置时,轴向每个环之间间隔5~15厘米;
光纤参考单元包括第二耦合器105、参考光纤103、第二分光器107、第二光电检测器109以及第二A/D采样器111,参考光纤103沿油气管道a方向水平铺设并布置于油气管道a的上方,本实施例中参考光纤103沿油气管道a轴向水平铺设在油气管道a的管顶上方10~30厘米处;
泵浦激光仪101发出光脉冲信号,光脉冲信号经第一耦合器104耦合进入检测光纤102中,并经第二耦合器105耦合进入参考光纤103中;
检测光纤102中的光脉冲信号经散射后沿原光路返回第一耦合器104,第一耦合器104输出检测线路的布渊里散射光和拉曼散射光,拉曼散射光经第一分光器106分光后,布渊里散射光和分光后的拉曼散射光均输入第一光电检测器108进行光电信号转换,经第一A/D采样器110进行模数信号转换后,得到腐蚀数据,并将腐蚀数据发送至无线通信模块112;
参考光纤103中的光脉冲信号经散射后沿原光路返回第二耦合器105,第二耦合器105输出参考线路的布渊里散射光和拉曼散射光,拉曼散射光经第二分光器107分光后,布渊里散射光和分光后的拉曼散射光均输入第二光电检测器109进行光电信号转换,并经第二A/D采样器111进行模数信号转换后,得到参考数据,并将参考数据发送至无线通信模块112,无线通信模块112将接收到的数据传输至数据库服务器2。
参见附图3,本实施例中腐蚀数据的采集、存储及传输过程具体为:泵浦激光仪产生光脉冲信号,光脉冲信号分两路耦合进入两根光纤中,光脉冲信号经散射后沿光路返回相应的耦合器,并分为两路输出,一路为布渊里散射光,另一路经相应的分光器分为Stokes拉曼散射光和Anti-Stokes拉曼散射光;光电检测器与A/D采样器对腐蚀参数信号进行光电信号转换、模数转换或信号转换;压缩编码后的数据通过无线通信模块传输给数据库服务器。
参见附图4,本实施例中检测光纤和参考光纤均是经过处理后得到的,一般由裸光纤1001使用包层1002和保护膜1003处理,经处理后得到的光纤可以适用于任何环境;光纤的数值孔径NA:0.2≤NA≤0.4;光纤传输损耗:传输损耗<10dB/km。
在本实施例中,腐蚀监测模块4具体包括:
数据读取单元,用于实时读取数据库服务器内存储的腐蚀数据和参考数据;
数据分析单元,用于分别对腐蚀数据和参考数据进行分析处理,分别对腐蚀数据和参考数据中布渊里光进行时域分析,得到应力动态曲线,并分别对腐蚀数据和参考数据中拉曼散射光分光后的两条光(即Stokes拉曼散射光和Anti-Stokes拉曼散射光)的光功率比进行分析,得到光纤沿线的环境温度曲线和油气管路相关的位置信息;
数据标注单元,用于将位置信息标注在油气管网虚拟地图上,此过程可以结合现有的北斗定位系统API(Application Programming Interface,应用程序接口)将油气管道根据实际经纬度坐标模拟可视化显示到在线地图上,使得远程管道腐蚀监测情况更加直观明了;
显示单元,用于显示应力动态曲线、环境温度曲线以及标注位置信息后的油气管网虚拟地图。
在本实施例中,预警模块5具体包括:
数据比对单元,用于将油气管道相关的应力信息与预设的应力阈值进行比对,在腐蚀数据中应力信息超过应力阈值时,生成预警信息,和/或将油气管道相关的温度信息与预设的温度阈值进行比对,在腐蚀数据中温度信息低于温度阈值时,生成初次预警信息;
警报单元,用于接收初次预警信息,并发出预警提示;
反馈单元,用于将初次预警信息反馈至数据库服务器;
联动单元,用于将初次预警信息实时发送至管理人员终端。
本实施例中的预警模块通过对比监测线路与参考线路数据,判断管道是否真实存在异常状况;如果监测线路数据正常,参考线路数据异常,则不进入初次预警;如果监测线路数据异常,参考线路数据正常,或者监测线路与参考线路数据都异常,则进入初次预警。
初次预警功能具体可以通过下述方式实现:处理器预先设置应力上限阈值及温度下限阈值,应力若持续大于应力上限阈值或温度持续小于温度下限阈值,处理器发送报警指令启动报警器,实现初次预警。
为了更加及时有效的预警,预警模块还包括时间比对单元,时间比对单元用于将腐蚀数据中应力信息超过应力阈值的持续时间与预设的应力持续时间阈值进行比对,并将腐蚀数据中温度信息低于温度阈值的持续时间与预设的温度持续时间阈值进行比对,在腐蚀数据中应力信息超过应力阈值的持续时间超过预设的应力持续时间阈值时,和/或腐蚀数据中温度信息低于温度阈值的持续时间超过预设的温度持续时间阈值时,生成二次预警信息。
本实施例中预警模块还具有二次预警的功能,通过处理器分析最终结果判断最大应力及最低温度持续时间,根据持续时间是否大于设定值,对腐蚀分类启动二次预警,向监管员发送报警信息并启动声光报警器,同时将预警信息反馈至数据库服务器进行储存。
具体地,上述的二次预警信息包括管道泄漏预警信息、管道腐蚀预警信息和管道破坏预警信息。
具体的二次预警分类方案为:
应力大于设定上限阈值,且持续时间大于设定阈值,启动管道腐蚀报警;管道出现腐蚀时的应力数据和时间信息可以参见图5(a)。温度小于设定下限阈值,且持续时间大于设定阈值,启动管道泄漏报警;管道出现泄漏时的温度数据和时间信息可以参见图5(b)。应力陡增且大于设定上限阈值,且持续时间大于设定阈值,启动管道破坏报警,管道被破坏后,其应力数据和时间信息可以参见图5(c)。
参见附图6,本实施例中公开的上述系统,对油气管道进行腐蚀监测的过程如下:
首先,对油气管道监测参数进行设置,使用光纤传感终端进行监测,在油气管道上及其周围设置光纤传感器,实时采集和传输管道腐蚀状态相关的参数信号,并对腐蚀参数信号进行光电信号转换、模数转换或信号转换、压缩编码,然后将压缩编码后的信息通过无线网络传输至数据库服务器进行数据储存;
然后,读取存储在数据库服务器内的数据,分析管道腐蚀实时数据,通过腐蚀监测模块中的数据处理系统软件对布渊里光进行时域分析,得到应力动态曲线;并对Stokes拉曼散射光和Anti-Stokes拉曼散射光的光功率比进行分析,从而得到光纤沿线的环境温度曲线和位置信息;通过对比参考线路的相关数据,得出准确腐蚀信息,并对腐蚀类型分类、判别,判断腐蚀信息中相关数据是否符合给定阈值,符合给定阈值时,数据正常,输出腐蚀数据、报表等信息至数据库服务器;不符合给定阈值时,结合北斗定位模块(主要利用“北斗”定位系统),显示出包含油气管道腐蚀状态的管网图,将处理后的所有信息反馈至数据库服务器进行储存;
最后,对于异常状态,则进行声光报警提示,并发送通知信息至相关人员终端上,比如通过短信通知相关人员,按照腐蚀类别将相应信息反馈传输至数据库服务器中进行储存。
在实际应用过程中,本实施例中腐蚀监测模块可以通过在PC机上运行的数据处理系统软件实现,该软件具有对数据进行图形化处理的功能、历史数据查询功能、各监测管段应力、温度动态曲线显示功能、将北斗定位系统定位的腐蚀管段及腐蚀状态在油气管网图上显示的功能。北斗定位模块可以通过北斗API接口实现,将油气管道根据实际经纬度坐标模拟得到管网图,并可视化显示到在线地图上,得到虚拟管道地图,通过预处理好的位置信息,结合北斗定位系统对异常管道进行精准的定位,并在地图上标记、显示。数据库服务器可以存储现场检测到的腐蚀数据、历史腐蚀信息和历史预警信息,供用户随时查看历史数据。预警模块设置应力与温度阈值,若超过阈值则报警;本实施例中预警模块的界面上设置有报警提示按钮,根据数据分析最终结果判断最大应力、最低温度数值及持续时间,比较持续时间与设定值的大小,按照腐蚀类别启动二次报警;同时,向监管员发送报警信息,并在二次预警时联动启动声光报警器进行声光报警。
不难看出,本实施例公开的上述油气管道腐蚀监测系统可以在任何环境下对管道腐蚀状况进行安全、有效的监测,其实用性强、应用面广;系统通过“北斗”定位系统,可以对发生腐蚀的管段部位进行准确的定位,实时掌握管段状况;所有腐蚀数据通过数据库服务器保存,可随时调取,从而对管段状况进行全面的、系统的监测。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,其特征在于,包括:
光纤传感终端,所述光纤传感终端用于实时采集油气管道相关的腐蚀数据和参考数据;
数据库服务器,所述数据库服务器用于接收并存储所述腐蚀数据和参考数据;
北斗定位模块,用于根据油气管道的实际定位信息,生成油气管网虚拟地图;
腐蚀监测模块,所述腐蚀监测模块用于从所述数据库服务器中调取所述腐蚀数据和参考数据,并分别对所述腐蚀数据和参考数据进行分析处理,得到油气管道相关的应力、温度和位置信息,将所述位置信息标注在所述油气管网虚拟地图上,并实时显示所述油气管道相关的应力、温度信息以及标注后的油气管网虚拟地图;
预警模块,用于将所述腐蚀监测模块得到的所述油气管道相关的应力和温度信息与预设的相应阈值进行比对分析,并在分析到所述腐蚀数据中应力信息异常和/或温度信息异常时,生成预警信息,发出警报提示,并将所述预警信息上报至所述数据库服务器,所述数据库服务器还用于对所述预警信息进行分类存储;
所述预警模块还包括时间比对单元,所述时间比对单元用于将所述腐蚀数据中应力信息超过应力阈值的持续时间与预设的应力持续时间阈值进行比对,并将所述腐蚀数据中温度信息低于温度阈值的持续时间与预设的温度持续时间阈值进行比对,在所述腐蚀数据中应力信息超过应力阈值的持续时间超过预设的应力持续时间阈值时,和/或所述腐蚀数据中温度信息低于温度阈值的持续时间超过预设的温度持续时间阈值时,生成二次预警信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,其特征在于,所述光纤传感终端包括泵浦激光仪、光纤检测单元、光纤参考单元以及无线通信模块;
所述泵浦激光仪分别与所述光纤检测单元和所述光纤参考单元连接,所述光纤检测单元和所述光纤参考单元均与所述无线通信模块连接;
所述泵浦激光仪发出光脉冲信号,所述光脉冲信号分别输入所述光纤检测单元和所述光纤参考单元后,经所述光纤检测单元输出腐蚀数据,并经所述光纤参考单元输出参考数据,所述腐蚀数据和所述参考数据经所述无线通信模块发送至所述数据库服务器。
3.根据权利要求2所述的一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,其特征在于,所述光纤检测单元包括第一耦合器、检测光纤、第一分光器、第一光电检测器以及第一A/D采样器,所述检测光纤紧贴油气管道的外壁布置;
所述光纤参考单元包括第二耦合器、参考光纤、第二分光器、第二光电检测器以及第二A/D采样器,所述参考光纤沿油气管道方向水平铺设并布置于所述油气管道上方;
所述泵浦激光仪发出光脉冲信号,所述光脉冲信号经所述第一耦合器耦合进入所述检测光纤中,并经所述第二耦合器耦合进入所述参考光纤中;
所述检测光纤中的光脉冲信号经散射后沿原光路返回所述第一耦合器,所述第一耦合器输出检测线路的布里渊散射光和拉曼散射光,所述拉曼散射光经所述第一分光器分光后,所述布里渊散射光和分光后的拉曼散射光均输入所述第一光电检测器进行光电信号转换,经所述第一A/D采样器进行模数信号转换后,得到腐蚀数据,并将所述腐蚀数据发送至所述无线通信模块;
所述参考光纤中的光脉冲信号经散射后沿原光路返回所述第二耦合器,所述第二耦合器输出参考线路的布里渊散射光和拉曼散射光,所述拉曼散射光经所述第二分光器分光后,所述布里渊散射光和分光后的拉曼散射光均输入所述第二光电检测器进行光电信号转换,并经所述第二A/D采样器进行模数信号转换后,得到参考数据,并将所述参考数据发送至所述无线通信模块,所述无线通信模块将接收到的腐蚀数据和参考数据传输至所述数据库服务器。
4.根据权利要求3所述的一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,其特征在于,所述检测光纤通过环氧树脂以螺旋状沿油气管道轴向均匀贴附于油气管道的外壁上。
5.根据权利要求4所述的一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,其特征在于,所述检测光纤螺旋状布置时,每个螺旋环的环间隔为5~15厘米。
6.根据权利要求3所述的一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,其特征在于,所述参考光纤与所述油气管道管顶的间距为10~30厘米。
7.根据权利要求3所述的一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,其特征在于,所述腐蚀监测模块包括:
数据读取单元,用于实时读取所述数据库服务器内存储的腐蚀数据和参考数据;
数据分析单元,用于分别对所述腐蚀数据和参考数据中布里渊光进行时域分析,得到应力动态曲线,并分别对所述腐蚀数据和参考数据中拉曼散射光分光后的两条光的光功率比进行分析,得到油气管路相关的环境温度曲线和位置信息;
数据标注单元,用于将所述位置信息标注在所述油气管网虚拟地图上;
显示单元,用于显示所述应力动态曲线、环境温度曲线以及标注位置信息后的油气管网虚拟地图。
8.根据权利要求1所述的一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,其特征在于,所述预警模块包括:
数据比对单元,用于将油气管道相关的应力信息与预设的应力阈值进行比对,在腐蚀数据中应力信息超过应力阈值时,生成预警信息,和/或将油气管道相关的温度信息与预设的温度阈值进行比对,在腐蚀数据中温度信息低于温度阈值时,生成初次预警信息;
警报单元,用于接收所述初次预警信息,并发出预警提示;
反馈单元,用于将所述初次预警信息反馈至所述数据库服务器;
联动单元,用于将所述初次预警信息实时发送至管理人员终端。
9.根据权利要求1所述的一种基于多通道光纤感知的油气管道智能腐蚀监测系统,其特征在于,所述二次预警信息包括管道泄漏预警信息、管道腐蚀预警信息和管道破坏预警信息;
在所述腐蚀数据中温度信息低于温度阈值的持续时间超过预设的温度持续时间阈值时,生成管道泄漏预警信息;
在所述腐蚀数据中应力信息超过应力阈值的持续时间超过预设的应力持续时间阈值时,生成管道腐蚀预警信息;
在所述腐蚀数据中应力信息陡增且超过应力阈值的持续时间超过预设的应力持续时间阈值时,生成管道破坏预警信息。
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