[实用新型]一种冻土区油气管道监测系统的安装结构

权利要求书

1.一种冻土区油气管道监测系统的安装结构，其特征是该系统的总体构成为:在冻土区（1）的油气管道（2）表面及其周围安装多个光纤光栅温度传感器a(3)、光纤光栅温度传感器b(4)、光纤光栅温度传感器c(5)组成的温度传感器组，在油气管道(2)周围安装多个光纤光栅含水量传感器a(6)、光纤光栅含水量传感器b(7)、光纤光栅含水量传感器c(8)、光纤光栅含水量传感器d(9)组成的含水量传感器组，在油气管道(2)一侧，安装多个光纤光栅位移传感器a(10)、光纤光栅位移传感器b(11)组成的位移传感器组，光纤光栅温度传感器组、光纤光栅含水量传感器组、光纤光栅位移传感器组分别与光缆连接，然后通过光缆(12)引到监测站里，光缆(12)与光开关(13)连接，光开关(13)与光纤光栅解调仪(14)连接，光纤光栅解调仪(14)与下位机(15)连接，下位机(15)预处理后的数据通过第一卫星通信模块(16)传输至低轨道卫星(17)，低轨道卫星(17)接收到数据后将数据转发至第二卫星通信模块(18)，第二卫星通信模块(18)将接收到的数据传输到上位机(19)进行分析和处理，从而实现对冻土区油气管道的安全监测; 

多个光纤光栅温度传感器a(3)、光纤光栅温度传感器b(4)、光纤光栅温度传感器c(5)、光纤光栅含水量传感器a(6)、光纤光栅含水量传感器b(7)、光纤光栅含水量传感器c(8)、光纤光栅含水量传感器d(9)、光纤光栅位移传感器a(10)、光纤光栅位移传感器b(11)分别将管道周围的温度、水分及管体位移信号经光缆(12)传到光开关(13)，经光纤光栅解调仪(14)解调传至下位机(15),下位机(15)控制光开关(13)和光纤光栅解调仪(14)，实现数据的采集并对数据进行预处理;预处理后的数据通过第一卫星通信模块(16)传输至低轨道卫星(17)，低轨道卫星(17)接收到数据后将数据转发至第二卫星通信模块(18)，第二卫星通信模块(18)将接收到的数据传输到上位机(19)进行分析和处理，判断冻土区管道的安全状态。 

2.根据权利要求1所述的一种冻土区油气管道监测系统的安装结构，其特征是其原理框图为:它分为现场数据采集传输子系统和数据分析显示子系统;现场数据采集传输子系统的组成是：光纤光栅位移传感器组、光纤光栅温度传感器组和光纤光栅含水量传感器组的输出接光开关的输入，光开关的输出接光纤光栅解调仪的输入，光纤光栅解调仪输出接下位机的输入，下位机输出接第一卫星通信模块;现场数据采集传输子系统通过低轨道卫星与数据分析显示子系统连接;数据分析显示子系统的组成是：第二卫星通信模块输出接上位机的输入，上位机输出有冻土区温度场动态显示、冻土区管道位移动态显示、冻土区水分场动态显示。 

3.根据权利要求1或2所述的一种冻土区油气管道监测系统的安装结构，其特征是该系统的电原理为:光纤光栅温度传感器组、光纤光栅含水量传感器组和光纤光栅位移传感器组的FC接头分别与光开关的FC输入端口1、FC输入端口2、 FC输入端口3连接，光开关的R232端口接下位机的R232端口1，光开关的FC输出端口接光纤光栅解调仪的FC输入端口，光纤光栅解调仪的LAN端口接下位机的LAN端口，下位机的VGA与显示器的VGA连接，下位机的R232端口2接第一卫星通信模块的R232端口，第一卫星通信模块将数据传输到低轨道卫星，低轨道卫星实时将数据转发至第二卫星通信模块，第二卫星通信模块将接收数据由R232端口传输至上位机的R232端口，上位机对数据分析处理后由VGA端口输出至显示器; 

三种类型的光纤光栅传感器信号经光开关(13)逐一导通传输至光纤光栅解调仪(14)，光纤光栅解调仪(14)解调出各光纤光栅传感器的中心波长传输至下位机(15)，光开关(13)导通信号的周期由下位机(15)控制;下位机(15)对数据进行预处理，并将处理后的数据输给第一卫星通信模块(16)，第一卫星通信模块(16)将数据传输到低轨道卫星(17)，低轨道卫星(17)实时将数据转发至第二卫星通信模块(18)，第二卫星通信模块(18)将接收数据传输至上位机(19)，上位机(19)对数据进行分析处理，由显示器显示。 

4.根据权利要求1或2所述的一种冻土区油气管道监测系统的安装结构，其特征是所述光纤光栅温度传感器采用双层钢管的结构;光纤光栅位移传感器采用温度补偿式结构;光纤光栅含水量传感器由陶土管和真空盒组成，陶土管为敏感元件。 

5.根据权利要求1所述的一种冻土区油气管道监测系统的安装结构，其特征是所述管道光纤光栅位移传感器组的构成是：在油气管道（2）附近，安装固定杆(21)，固定杆(21)深入到永冻土层一定深度;在固定杆(21)上安装滑块(22)，滑块(22)与细伸缩杆(23)连接方式为焊接，细伸缩杆(23)伸入粗伸缩杆(24)中，粗伸缩杆(24)内填充黄油;粗伸缩杆(24)与油气管道（2）通过管卡(25)连接在一起，粗伸缩杆(24)与管卡(25)连接方式为焊接;其中光纤光栅位移传感器(26)为大位移传感器，在安装时需要施以一定的预拉力;光纤光栅位移传感器(26)通过光缆接线盒(27)与数据采集装置连接。