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燃气管线与站场安防中的光纤振动传感技术应用
【摘 要】 对光纤振动传感技术在燃气管线安全预警、燃气站场周界入侵报警中的实际应用进行了研究和论述.
【关键词】 光纤振动传感 安全预警 周界入侵 燃气管线 燃气站场
一、前言
光纤传感技术具有无电火花、无辐射、抗雷击、灵敏度高、布设灵活、环境和气候适应性强等特点,将光纤同时作为传感介质和传输介质,利用光的散射原理,实现对光纤周边环境（振动、温度、应力等）参数的连续测量,并已经在能源、化工、军事、医疗等领域被广泛应用.针对燃气生产运行,通过对光纤振动传感技术可实现燃气管线安全预警、燃气站场周界入侵报警等重要功能.
二、技术原理和应用
当振动传感光缆受到运动或振动干扰时,光纤中光信号的相位会即刻发生变化,报警主机和工作站通过相位的改变可探测出干扰的强度、类型,并通过对探测信号进行计算处理,判断干扰是否达到触发报警的阈值.
通过将振动传感光缆与燃气管线同沟敷设,对管道附近土壤振动情况进行检测,可确定各种破坏事件（机械挖掘、人工挖掘、车辆和人员经过等）的影响程度和发生位置,从而实现预测性的安全预警、定位和联动.因为需要进行长距离检测和定位,选用光时域反射（OTDR）分布式光纤传感技术,如果已有沿管道敷设的通讯光缆,可利用其中的一芯作为振动传感光纤,从而传感光纤和传输光纤同缆.
通过将振动传感光缆沿燃气站场周界敷设（围墙、围栏架设或者地埋）并进行振动检测,可确定各种入侵和破坏事件（人员翻越围栏、破坏围栏、挖掘或跳入防区、破坏振动传感光缆等）发生的位置,从而实现入侵报警、定位和联动.
三、燃气管线安全预警系统应用
燃气管线安全预警系统（如图1 所示）主要包括：与燃气管道同沟敷设的光缆、光纤预警主机、预警工作站及应用软件组成.光纤预警主机作为光信号调制解调设备,负责光信号的发射、处理、接收和解调,并将探测到的振动光信号转换成电信号,传送给预警工作站进行处理.
预警工作站将计算处理后得出的安全预警和定位内容通过人机界面向系统用户进行实时展示,并可提供报警联动功能.系统的主要功能和性能如表1 所示：
四、燃气站场周界入侵报警系统应用
燃气站场周界入侵报警系统（如图2 所示）主要包括：振动传感光缆、防区处理单元、通讯光缆、报警主机、报警工作站及应用软件.振动传感光缆可架设在围墙、围栏上或埋于周界地下,并支持屏蔽区敷设（如大门、通道等）.防区处理单元安装于防区前端,采用无源设计,每个处理单元对应一个防区.报警主机具有信号接收处理、光源输出、报警输出等功能,并将光信号转换成电信号,传送给报警工作站进行处理.报警工作站通过对信号数据进行分析处理和智能识别,将得出的入侵报警和定位内容向系统用户进行实时展示,并可提供报警联动功能.
系统的主要功能和性能如表2 所示：
五、系统多级应用
燃气输配系统包括多段管线和多个站场,站场的站控系统可通过对管线安全预警系统、站场周界入侵报警系统的应用,有效提升安全运行水平.对于燃气公司或者集团企业,可以依据管理模式,通过系统多级应用（如图3 所示）实现多级（区域监控中心、总控中心等）安全监控、报警联动、应急管理.
六、结束语
生产运行安全是提质增效的基础,也是燃气生产、输配系统数字化、智能化建设的核心目标之一.本文通过对光纤振动传感技术的原理、应用方法和系统实现进行研究和论述,为企业、政府在提升燃气生产运行安全方面的技术改进和系统建设提供了有益的参考思路.
参 考 文 献
[1] 刘燕. 城镇燃气调度监控系统[M]. 重庆：重庆大学出版社,2013.
[2] 叶雯. 分布式光纤传感器的研究进展[J]. 研究与探讨,2017,(16):32-35.
[3] 俞国峰. 分布式光纤传感技术在城市综合管廊的应用[J]. 建筑电气,2015,(12):46-49.
传感技术论文范文结:
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3、农村新技术杂志
4、现造技术论文