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Pipeline Technology Journal - Chinese Edition 1/2016

Latest News, Reports and Technical Articles about Research and Development in the Global Pipeline Industry.

研究/发展/技术 SMEO 的工作特性 OptoMonitoring SMEO允许操作人员检查电缆沿线的温度、声学振 动和应变。此外,SMEO可选择部署光纤甲烷报警器 ( FOMA ),该报警 器可在特别关注的位置检查实时甲烷浓度。 系统的基本工作原理是:将光纤电缆用作线性传感器,发射光波的 窄脉冲信号到电缆中,然后测量所得的反向散射。光纤电缆将沿着管 道或扩展物体埋入地下。常规SMEO组件有逻辑模块 ( LM )、光纤电缆 ( FOC )、计算服务器 ( CS ) 和自动化操作员工作站 ( AOW )。 LM通过FOC发送激光脉冲。FOC沿线的温度、振动或应变信息会返 回到 LM 中进行解释。此外,解释后的信号会发送到CS中进行处理。 处理后的信号会发送到AOW,而操作人员将根据检测到的事件的性质 做出决定。 OPTOMONITORING SMEO 检测技术 OptoMonitoring SMEO最多可以同时使用三种测量技术:分布式声 传感 ( DAS )、分布式温度传感 ( DTS ) 和分布式应变传感 ( DSS )。 当1550nm 的近红外光脉冲进入FOC时,温度、压力和应变等环境 变量能够影响FOC的光传输特性,并导致部分光反向散射。反向散射的 光会进一步分离成不同的波长 — 瑞利、拉曼和布里渊波段。这种分离 也是由光脉冲和FOC之间不同的相互作用机制导致的。 分布式声传感利用瑞利波长分析进行声学和振动检测。如图2所 示,主要的反向散射波处于已发射脉冲的波长范围内,被称为瑞利波 段。这种散射光的性质受到光纤结构内小应变事件的影响,而这些事 件本身由局部的声学或地震环境决定。瑞利散射以光与小于光波长的 粒子( 原子和分子 )之间的相互作用为特征。在瑞利散射中,粒子能 够弹性地散射光辐射,而不改变光能量。反射光的强度将在传输光脉 冲后作为时间函数进行测量。如果脉冲能传输到光纤的尽头并返回, 则可沿光纤发送下一个激光脉冲。来自同一光纤区域的连续脉冲的反 射强度变化由该段光纤的光程长度变化导致。光在FOC中的传播速度很 容易确定,而且由于反向散射光的强度会随着时间的推移按指数律衰 减,可根据反向散射光的时间行程计算出光的传播距离。可通过将返 回信号记为时间函数执行DAS测量,从而确定FOC沿线的声场。 图 1:SMEO操作程序 图2:SMEO中实施的散射范式 18 管道技术期刊

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