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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 分布式温度传感利用拉曼波长分析进行温度测量。如果FOC暴露于热 效应之下,会诱发光纤内的晶格震荡。一旦激光脉冲通过这些受热激励 的分子,光子与光纤分子之间会发生相互作用。这种相互作用就是分子振 动,它取决于FOC的温度。拉曼散射光具有对称分布于瑞利峰两侧的两个 组成部分:斯托克斯峰和反斯托克斯峰。反斯托克斯峰的强度比斯托克斯 峰低,但它与温度高度相关;斯托克斯峰的强度则与温度关系不大。通 过计算反斯托克斯与斯托克斯的信号强度比,可以得出精确的温度测量 值。DTS将这种温度测量技术与通过飞行时间法对光进行遥测的手段结合 起来,可沿整条FOC递增地提供温度参数. 分布式应变传感利用布里渊波长分析进行扩展物体的机械应变检 测。FOC的变形( 如应变 )将导致光纤的折射率发生变化 — 一种载体变 形波,也是声波的一种形式。如果沿 FOC 传播的激光脉冲与上述晶格波 相互作用,则光会反向衍射,从而通过类似于多普勒频移的现象产生频移 组成部分。因此,布里渊散射是由光纤内光波和声波之间的相互作用导致 的。与拉曼散射一样,布里渊散射缺乏弹性。 与分布式传感器相比,FOMA采用点式传感器,适用于遥测临界甲烷气 体浓度,并使用FOC进行信号传输。FOMA的基本工作原理是:进行自调 谐,并在测量元件中对实时甲烷浓度进行连续监测。FOMA利用了天然气 吸收光的特性。当激光脉冲进入甲烷检测元件时,会被甲烷气体吸收。元 件的近红外激光二极管在1650μm 的甲烷分子吸收波长下工作。将从检测 元件返回的光量与通过校准元件的光量进行比较,即可执行天然气浓度的 定量测量。FOMA敏感元件的重量为0.2千克,甲烷检测精度为200ppm。 从该元件到 LM 的距离最多可达50公里,而且这种子系统不需要供电。 除SMEO以外,对于化工厂、天然气加工厂、矿井、管道等高风险设施而 言,使用可靠的传感器来检测甲烷是最重要的安全问题之一。甲烷是天然 气的主要成分,LEL( 爆炸下限 )为4.4%,这使得这种气体易燃易爆。不 幸的是,甲烷爆炸经常发生,并往往导致死亡事故。有几处甲烷检测位置 实际很适合实施FOMA,其中包括管道过渡区和管道通过区以及与铁路、 公路和水下通道相交汇的区域。一个SMEO LM能够承载200 多个FOMA, 这些FOMA具有极高的灵敏度,可以监控甲烷的实时浓度,并在浓度达到 危险水平之前提醒设施操作人员。 FOMA Optomonitoring 光纤 甲烷报警器 管道技术期刊 19

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