[发明专利]一种基于光纤光栅传感的深水管道损伤监测方法

说明书

本发明实施例公开了一种基于光纤光栅传感的深水管道损伤监测方法，包括：选取布置截面；在布置截面上安装多个光纤光栅传感器；将安装有光纤光栅传感器的深水管道置于压力仓中，并将光纤光栅传感器的输出端连接于光纤光栅解调系统上；通过压力仓施加压力，并采集应变量；持续加压，直至深水管道破裂，并采集深水管道发生形变至破裂这一区间段的多个时间点的应变量；对应变量进行分析处理后存储，得到数据集；根据得到的数据集对深水管道的损伤情况进行监测。本发明通过针对性地设置布置截面，并结合光纤光栅传感器可串联的特点，解决了布设大量的数据线的问题，同时针对性采集数据后进行处理，根据处理后的数据集有效实现对深水管道的实时监控。

技术领域

本发明实施例涉及深水管道损伤实时监控技术领域，具体涉及一种基于光纤光栅传感的深水管道损伤监测方法。

背景技术

深水管道在国民经济中占有重要的地位，因此，管道运输的安全对经济发展和环境保护等方面有着重要的意义。随着时间的增长，管道材料的变化、地质的变化等因素都会对管道的安全产生重要的影响，因此保证深水管道的安全尤为重要。

应变片传感器检测方法，是通过在管道收到突发状况时，通过应变片传感器采集应变片发生形变产生的信号对管道应力进行检测。

目前常用的检测装置有电阻式应变片、振弦式应变计。电阻式应变片一般由康铜丝或者镍铬丝绕成栅状夹在两层绝缘薄片中制成，其测量应变的原理是：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。振弦式应变计是利用弦振频率与弦的拉力的变化关系来测量应变。当被测结构物内部的应力发生变化时，应变计同步感受变形，变形通过前、后端座传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测结构物内部的应变量。

上述应变传感器具有各自的优点，同时存在不可避免的缺点：传感器需要有线布置，当测点数量大时，布线复杂；在一些无法大量布线的情况下，其适用性受到很大限制；监测过程需要实时供电，在结构受电磁干扰影响时，传感器无法获得结构的数据；信号采集设备昂贵，运维成本较高。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于光纤光栅传感的深水管道损伤监测方法，通过针对性地设置布置截面，并结合光纤光栅传感器可串联的特点，解决了布设大量的数据线的问题，同时针对性采集数据后进行处理，根据处理后的数据集有效实现对深水管道的实时监控。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

在本发明实施例的一个方面，提供了一种基于光纤光栅传感的深水管道损伤监测方法，包括：

S100、在深水管道上选取多个布置截面；

S200、在多个所述布置截面上沿周向方向分别安装多个光纤光栅传感器；

S300、将安装有所述光纤光栅传感器的所述深水管道置于压力仓中，并将所述光纤光栅传感器的输出端连接于位于所述压力仓外部的光纤光栅解调系统上；

S400、通过所述压力仓向所述深水管道施加压力至深水管道形变，并通过所述光纤光栅解调系统采集所述深水管道发生形变时多个所述光纤光栅传感器的应变量；

S500、持续加压，直至所述深水管道破裂，并采集所述深水管道发生形变至破裂这一区间段的多个时间点的应变量；

S600、对采集的多个应变量进行分析处理后存储，得到数据集；

S700、根据得到的数据集对所述深水管道的损伤情况进行监测。

作为本发明的一种优选方案，多个布置截面沿所述深水管道的轴线方向上等间距排布；