分布式光纤传感监测管道堵塞

通常情况下,散射法分布式光纤传感器结构决定了系统需要对沿光缆形成的每个光学谐振腔采集数据。这类的系统只有在高采样率和密集采样点的条件下,才能获得较高的空间分辨率,它通常由监控主机设置的探测脉冲宽度决定。散射法的工作原理和系统结构决定了其主要技术参数之间是相互制约的,选择系统参数时受到很大限制,以下为大家介绍分布式光纤传感监测管道堵塞 。

例如:为了防止信号混叠,实现分布式测量,同一时刻只允许有一个脉冲在光纤中存在,因此光纤长度决定了探测脉冲重复频率,光纤长度越长,脉冲重复频率度越低,限制了采样率。与此同时,采样点的密度越高,数据处理量也越大,也限制了采样密度。这两个重要参数的选择限制了散射法光纤传感器的性能。对于φ-OTDR系统,如果光缆长度为10km,空间分辨率为10m,则沿光缆每10m存在一个光学谐振腔,系统要对10km光缆上1,000个独立的谐振腔进行数据采集,还必须尽可能同时从所有1,000个通道采集数据,以便使系统的频响带宽最大化。

为了达到最低2KHz的频响带宽,每个谐振腔的采样率必须达到4KHz,这意味着1000个通道中每个通道采样频率4KHz,因此系统每秒钟必须存储400万个点的数据,大约每秒存储10MB的数据。而一天24小时等于86,400秒,系统每天采集的数据量至少要达到约1TB,而事实是每天的数据量可能要高达10TB。这是事件分析之前的数据量,而如果要对这个数量级的数据进行分析,将花费很长时间并需要占用系统非常大的资源。如果光缆距离增加,采集的数据以及要分析数据的工作量还要成几何级数地增加,无疑将会有海量数据需要系统进行处理;再加上光纤链路出现相对较多的事件,需要进行海量数据分析和复杂的模式识别,系统肯定崩溃了。这就是为什么散射法光纤传感器存在固有的局限性。

基于干涉原理的分布式光纤传感器系统,其工作原理和系统结构决定了整个光纤链路上只有一个光学谐振腔,干涉信号的解调过程也相对较简单,得到的是外部扰动事件的全信息,包括频率、振幅和时间等相关的信息,可以非常精准地对外部事件建立各种模型,再加上特殊的算法,因此系统的误报率非常低,系统的运算工作量也相对较散射法工作量小;与此同量,LR系统采用独立的服务器进行运算和数据处理,所有的工作全部在服务器中完成。对于长距离120km的管道监控系统,需要安装3 – 4套分布式光纤传感器,每台监控主机可以对其监测距离范围内的事件独立地进行全面数据处理,不存在数据拥堵现象;而系统管理服务器只对各个监控主机传输的报警信息进行处理,数据处理工作量不大,自然也不会发生系统崩溃问题。

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