一、背景闡述：

油、氣、水管道是屬于線狀工程，有的規(guī)模較大，可長達幾公里至數(shù)十公里，工程條件比較復(fù)雜，環(huán)境十分惡劣，稍有不甚，就會造成塌方、沉陷、突泥涌水、支護結(jié)構(gòu)變形、人員和設(shè)備傷害等，造成經(jīng)濟損失。為確保長距離管道工程安全、及時預(yù)報險情，除了對隧道進行加固、維護之外，對管道工程的安全和穩(wěn)定狀態(tài)的監(jiān)測和評估也十分重要。

MH-YLJ分布式光纖管道應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng) 石油化工專用儀器是一個集結(jié)構(gòu)分析計算、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)等新技術(shù)于一體的綜合性、多對象集群系統(tǒng)工程。利用多種綜合性技術(shù)完成對隧道應(yīng)變、振動、溫度、沉降等動態(tài)響應(yīng)信號的實時遠程采集、在線監(jiān)測，通過云平臺進行大數(shù)據(jù)計算將管道健康狀況展示在用戶端，同時支持多重分析預(yù)警機制，及時發(fā)現(xiàn)管道隱藏安全風(fēng)險，盡量減少災(zāi)害的發(fā)生。

二、組成及參數(shù)

分布式光纖管道懸空應(yīng)力實時監(jiān)測系統(tǒng)是監(jiān)測主機、分布式光纖應(yīng)變傳感器、監(jiān)測軟件等組成。

監(jiān)測主機通道數(shù)：4通道（可定制）

工作原理：拉曼散射、光時域散射原理

可測范圍：100km（往返）

采用時間：≥0.4m

測量時間：3~5s

測量精度：±1℃

應(yīng)變精度：±20uε

定位精度：1m

工作環(huán)境：溫度：0~45℃  濕度：0~80%（無凝結(jié)）

分布式光纖應(yīng)變傳感器（光纜）采用復(fù)合材料和金屬管保護，整體強度高，可以黏貼在被測結(jié)構(gòu)表面或者埋入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，廣泛運用于石油石化管線應(yīng)變監(jiān)測，橋梁、隧道、大壩及邊坡等土木工程。

光纖類型：單模

光纜類型：金屬鎧裝

光纜截面尺寸：φ5mm

光纜重量：125kg/km

拉斷力：2350N

工作溫度：-20~85℃

三、其他說明

MH-YLJ分布式光纖管道應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng) 石油化工專用儀器根據(jù)懸空管道響應(yīng)機理，提出了一種利用分布式光纖應(yīng)變傳感器監(jiān)測懸空附加彎矩曲線的方法，建立了管道懸空的識別技術(shù)。根據(jù)《管道保護》2021年第4期 作者：滕建強 欽沛 對于沙漠環(huán)境下基于分布式光纖的管道懸空應(yīng)力實時監(jiān)測方法研究一文說明，該方法的特點是可以對管道任意位置的縱向應(yīng)變進行實時監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)分析獲得管道懸空的發(fā)展變化情況。試驗結(jié)果表明：分布式光纖應(yīng)變傳感器與電阻應(yīng)變片在控制斷面的監(jiān)測數(shù)據(jù)基本吻合，說明該方法對于管道縱向應(yīng)變的監(jiān)測具有較高的可靠性，但是卻可以有效避免應(yīng)變片和光纖光柵（FBG）等點式測量技術(shù)無法對管道全長任意位置進行監(jiān)測的局限性；當懸空導(dǎo)致管道產(chǎn)生一定的撓曲變形后（≥6?mm），分布式光纖監(jiān)測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)典型的懸空特征，可以準確判斷管道懸空的出現(xiàn)，并且根據(jù)負彎矩峰值及其消失點的位置，可以定量識別懸空長度及其影響范圍（轉(zhuǎn)換段）。分布式光纖傳感器提供了管道全長的應(yīng)變分布情況，可以實時評估管道的彎曲應(yīng)力狀態(tài)，為懸空風(fēng)險導(dǎo)致的管道失效提供預(yù)警數(shù)據(jù)。

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