光纤传感器在输油气管道中的应用

摘要：光纤传感器在油气管道中的应用，主要是监测管道的温度和压力变化，同时还要监测油气流量情况，系统控制中心根据这些量的变化判断具体情况或实施相应的操作，具有预警功能。本文对光纤传感器在输油气管道中的应用进行了探讨。

关键词：油气管道；光纤传感系统；安全

由于我国油气能源分布不平衡，并主要依赖于管道运输，如何保证油气管道的安全，成为油气企业面临的重要任务。在传统的油气管道监测中，使用的电传感器具有安全隐患，同时也存在其他缺陷。因此，亟需采取新的监测技术，对管道的压力、温度以及油气的浓度进行时时监测，确保输送管道的安全。光纤传感技术的出现，很好的解决了这一难题，光纤传感器在油气输送管道中得到推广应用。

一、光纤传感器概述

二十世纪七十年代，光纤传感技术得到发展应用，其以光纤为媒质，以光波为载体，感知和传输外界信号（被测量）的新型传感技术。这一技术具有很多优点，因此在普及过程中发展迅速，得到人们和企业的广泛认可。

光纤传感技术的优点体现在以下几个方面：第一，精度高，它具有抗电磁干扰的特点，能够有效的传输数据，精确反馈对象存在的问题。第二，抗腐蚀，不会受到外界环境的影响，如在石油、天然气等电传感器不便于使用的领域，能够很好的发挥作用。第三，它还便十与计算机相连，实现智能化和远距离监控。另外，光纤传感技术在油气管道远程监测中使用，能够做到现场无电检测、传输和控制，使采样数据的处理和分析在场外完成，从而确保系统的安全。

光纤传感器在油气管道中的应用，主要是监测管道的温度和压力变化，同时还要监测油气流量情况，系统控制中心根据这些量的变化判断具体情况或实施相应的操作，具有预警功能。当油气管道出现泄漏问题时，监测系统能够准备判断发生问题的线路地段，及时通知企业进行故障排除和修补，采用这种技术也可以防止人为造成的管道破坏，保证油气管道的安全运行。

二、光纤传感系统的应用

在油气输送管道中的应用，光纤传感系统包括多个组成部分，具体来说，包括光纤光栅传感器系统、信号解调系统、数据通信与传输系统、数据处理与分析系统四部分。

1.光纤光栅传感器

光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量。在对输油气管道进行监测时，可以将具有传感阵列的光纤贴装在管道面上，一旦管道发生泄漏事故，由于管道压力变小，泄漏附近的温度会降低，通过光纤光栅传感器能够测定该地段温度变化，从而准确定位泄漏管道地点。如果有人破坏管线，则管壁的应力应变就会发生变化，从而引起弹光效应和光栅周期的改变，通过检测中心波长的漂移并解调，即可实现对管道安全性的监测。

2.信号解调系统

对传送回的光波信号需要光纤光栅传感分析仪器，其可以自动解调调制过的光波信号，进行高分辨率和高精度的光栅中心波长测量。系统中光波信号的解调、光纤光栅传感器的宽带光源，以及信号的初步分析，即硬件监测功能，都由该设备实现。在油气管道沿线可以根据需要设置信号解调和分析站，主要考虑系统精度要求，以及光缆传输质量和耦合效果。若光缆传输损耗较大，则需要近距离设置。反之，则增大设置距离。

3.数据通信与传输系统

在光纤传感系统的组成中，数据通信与传输系统是重要的一个部分。它是远程监测的信息传输通道，负责各类监测数据的远距离传输，从而保障对油气管道的实时监测，一旦出现故障等变化，能够及时将这些变化传输到监测终端，技术人员根据变化做出科学判断。另外，数据通信与传输系统带有标准的以太网接口，能够很好的将监测信息输送到局域网，形成安全监测信息网络系统。

4.数据处理与分析系统

在对油气管道监测的数据传输到接受终端后，需要对数据进行处理和分析，该系统主要由计算机、网络和软件组成。需要使用解码技术将接收到的编码数据还原为物理参量，通过处理分析后，才能直观的转为油气管道所处的状态，并对危险状态报警，及时通知企业进行故障排除和修补。另外，技术工作人员能够实时看到监测结果，及时作出相应的决策。光纤传感系统是由多个系统组成的，只有密切配合，才能发挥出应有的作用。

三、结语

总之，光纤传感器具有抗电磁干扰以及精度高等优点，能够有效的传输数据，对管道的压力、温度以及油气的浓度进行时时监测，确保输送管道的安全。输油管道远程安全监测系统可以随时掌握管道的运行状况，当油气管道出现泄漏问题时，监测系统能够准备判断发生问题的线路地段，及时通知企业进行故障排除和修补，采用这种技术也可以防止人为造成的管道破坏，保证油气管道的安全运行。

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