基于薩格奈克原理的分布式光纖長途油氣管道破壞預(yù)警系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、長途油氣管道具有高溫、高壓、易燃和易爆的特點，一旦發(fā)生泄漏將引發(fā)重大安全事故并造成巨大經(jīng)濟損失。近年來，一些偷油盜油、野蠻施工等破壞行為嚴(yán)重威脅到管道的安全。現(xiàn)有的管道安全監(jiān)測方法僅能在泄漏事故發(fā)生后，被動地檢測泄漏點，不能避免損失。因此，實現(xiàn)對威脅管道安全的破壞行為的預(yù)警，將具有極大的社會效益和經(jīng)濟效益。薩格奈克干涉型分布式光纖傳感預(yù)警系統(tǒng)因其靈敏度高，探測點無限多，安裝、維護方便等優(yōu)點成為研究的重點，但是要使光纖傳感系統(tǒng)能夠預(yù)警定位

2、實際的管道安全威脅，必須從破壞信號特性入手，建立有針對性的預(yù)警系統(tǒng)和解調(diào)方法，本文具體研究了以下幾個系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)：
　　 ①為了解破壞行為的特性，從挖掘、鉆孔等破壞行為引起的振動信號的產(chǎn)生及傳播機理入手，分別構(gòu)建了破壞行為引起的震源振動模型、地震動波模型以及在縱波(P波)作用下，管道破壞行為的光纖傳感模型。從時域和頻域測試并分析了典型破壞行為的特性符合理論模型，證明多頻率成分的破壞事件將在光纖傳感器中感應(yīng)出相同頻率成分的相移，并

3、提出對破壞行為類型的識別方法。
　　 ②為了提高薩格奈克干涉系統(tǒng)的靈敏度，從光波導(dǎo)的橫向耦合理論推導(dǎo)出2×2耦合器和3×3耦合器的特性，得出使用3×3耦合器替代2×2耦合器可以提高系統(tǒng)的靈敏度。
　　 ③為設(shè)計出不依賴于破壞事件頻率特性的解調(diào)方法，提出基于3×3耦合器的薩格奈克原理的改進型干涉預(yù)警系統(tǒng)，添加光纖延遲環(huán)，采用脈沖光源，通過比較多重響應(yīng)的幅度能夠探測發(fā)生在主環(huán)里因外界破壞事件引起的振動所在的位置，提出了準(zhǔn)確的