一种基于光纤分布式监测的输油管路振动检测方法与流程

本发明涉及输油管路技术领域，尤其涉及一种基于光纤分布式监测的输油管路振动检测方法。

背景技术：

输油管路一般用于天然气、石油等介质的输送，且埋于地下。目前，在输油管路运输过程中，正常运输情况下，比较平稳且几乎无振动发生。但是当输油管路产生裂缝、发生漏油、被盗或意外损坏情况时，由于输油管路内部空间发生压力差便会引起油液和输油管路的之间摩擦，进而产生振动情况，而这种振动情况持续发生会引起严重的后果，对工作人员的安全威胁非常大。因此如何提前预警输油管路的振动情况进而保障输油管路的正常运输是非常有意义的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于光纤分布式监测的输油管路振动检测方法，能够实时监测超长距离输油管路的振动情况，且监测精度高，能及时发现输油管路出现的问题，起到提前预警的作用，保障输油的安全正常运行。

本发明采用的技术方案为：一种基于光纤分布式监测的输油管路振动检测方法，包括如下步骤：

a.将光纤作为传感器沿着输油管路布置；

b.根据输油过程中油液和输油管的摩擦噪声特性，光纤振动监测主机仿真正常情况下的管路噪声谱以及振动情况下的输油管摩擦振动噪声特性；

c.光纤实时采集输油管摩擦产生的振动信号，并将振动信号传送至光纤振动监测主机；

d.光纤振动监测主机根据振动信号特性，开始预处理，进行空间域、时域和频域的重组；

e.光纤振动监测主机开始模式识别算法处理，通过特征提取、分类判决和决策完成输油管摩擦振动噪声特性分析；

f.将分析的输油管摩擦振动噪声特性结果与仿真的振动情况下的输油管摩擦振动噪声特性进行比对，确认输油管摩擦振动情况。

g.当输油管摩擦振动幅度超出安全范围时，光纤振动监测主机进行报警。

优选的，所述的光纤固定在输油管路的侧面且沿着输油管路的轴向设置。

优选的，所述的光纤为振动敏感型的不锈钢铠装结构。

优选的，所述的光纤作为传感器基于瑞利散射原理。

优选的，所述的步骤c中，光纤能够采集振动信号的频率范围为0.1hz~1khz。

优选的，所述的步骤e中，在仿真正常情况下的输油管噪声谱以及振动情况下的输油管摩擦振动噪声特性时，采用pgc算法进行处理。

本发明的有益效果是：本发明通过将光纤沿着输油管路设置并固定在输油管路上，能够实时监测输油管路由于裂缝、漏油、被盗或意外损坏等情况引起的振动，采集频率范围为0.1hz~1khz的振动信号，监测精度高，并将振动情况的监测结果发送至光纤振动主机进行处理，分析油液和输油管的摩擦振动噪声特性，进而确定输油管的摩擦振动幅度情况，当振动超出安全范围时，能够提前预警，进而保障输油的安全运行。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明包括如下步骤：

a.将光纤作为传感器沿着输油管路布置；

b.根据输油过程中油液和输油管的摩擦噪声特性，光纤振动监测主机仿真正常情况下的管路噪声谱以及振动情况下的输油管摩擦振动噪声特性；

c.光纤实时采集输油管摩擦产生的振动信号，并将振动信号传送至光纤振动监测主机；

d.光纤振动监测主机根据振动信号特性，开始预处理，进行空间域、时域和频域的重组；

e.光纤振动监测主机开始模式识别算法处理，通过特征提取、分类判决和决策完成输油管摩擦振动噪声特性分析；

f.将分析的输油管摩擦振动噪声特性结果与仿真的振动情况下的输油管摩擦振动噪声特性进行比对，确认输油管摩擦振动情况。

g.当输油管摩擦振动幅度超出安全范围时，光纤振动监测主机进行报警。

所述的光纤固定在输油管路的侧面且沿着输油管路的轴向设置，用于实时监测输油管路的振动情况。

所述的光纤为振动敏感型的不锈钢铠装结构，抗压且频率通过性好。

所述的光纤作为传感器基于瑞利散射原理。

所述的步骤c中，光纤能够采集振动信号的频率范围为0.1hz~1khz，采集频率范围大且精度高。

所述的步骤e中，在仿真正常情况下的输油管噪声谱以及振动情况下的输油管摩擦振动噪声特性时，采用pgc算法进行处理。

在使用时，将光纤沿着输油管路的外侧布置并紧贴输油管，当输油管由于发生裂缝、漏油、被盗或意外损坏等情况时，油液运输过程中，输油管会产生振动现象，光纤实时监测输油管的振动，并在其振动时将监测到的振动信号发送至光纤振动监测主机，光纤振动监测主机对振动信号进行空间域、时域和频域的重组，并通过模式识别算法进行特征提取、分类判决和决策的处理，完成输油管摩擦振动噪声特性分析，并与仿真的振动情况下的输油管摩擦振动噪声特性进行比对，确认输油管摩擦振动情况，当输油管摩擦振动幅度超出安全范围时，光纤振动监测主机进行报警，起到提前预警的作用，便于工作人员提前采取措施，保障输油管路的正常工作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于光纤分布式监测的输油管路振动检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

a.将光纤作为传感器沿着输油管路布置；

b.根据输油过程中油液和输油管的摩擦噪声特性，光纤振动监测主机仿真正常情况下的管路噪声谱以及振动情况下的输油管摩擦振动噪声特性；

c.光纤实时采集输油管摩擦产生的振动信号，并将振动信号传送至光纤振动监测主机；

d.光纤振动监测主机根据振动信号特性，开始预处理，进行空间域、时域和频域的重组；

e.光纤振动监测主机开始模式识别算法处理，通过特征提取、分类判决和决策完成输油管摩擦振动噪声特性分析；

f.将分析的输油管摩擦振动噪声特性结果与仿真的振动情况下的输油管摩擦振动噪声特性进行比对，确认输油管摩擦振动情况；

g.当输油管摩擦振动幅度超出安全范围时，光纤振动监测主机进行报警。

2.根据权利要求1所述的基于光纤分布式监测的输油管路振动检测方法，其特征在于：所述的光纤固定在输油管路的侧面且沿着输油管路的轴向设置。

3.根据权利要求1所述的基于光纤分布式监测的输油管路振动检测方法，其特征在于：所述的光纤为振动敏感型的不锈钢铠装结构。

4.根据权利要求1所述的基于光纤分布式监测的输油管路振动检测方法，其特征在于：所述的光纤作为传感器基于瑞利散射原理。

5.根据权利要求1所述的基于光纤分布式监测的输油管路振动检测方法，其特征在于：所述的步骤c中，光纤能够采集振动信号的频率范围为0.1hz~1khz。

6.根据权利要求1所述的基于光纤分布式监测的输油管路振动检测方法，其特征在于：所述的步骤e中，在仿真正常情况下的输油管噪声谱以及振动情况下的输油管摩擦振动噪声特性时，采用pgc算法进行处理。

技术总结
本发明公开了一种基于光纤分布式监测的输油管路振动检测方法，包括如下步骤：将光纤作为传感器沿着输油管路布置，光纤振动监测主机仿真正常情况下的管路噪声谱以及振动情况下的输油管摩擦振动噪声特性，光纤实时采集输油管摩擦产生的振动信号，并将振动信号传送至光纤振动监测主机，光纤振动监测主机根据振动信号特性，进行预处理和模式识别算法处理，并将处理结果与仿真结果进行比对，确认输油管摩擦振动情况，当振动幅度超出安全范围时，进行报警。本发明具有采集频率范围大且精度高的优点，能够精准分析振动情况，提前预警，保障输油的安全。

技术研发人员：苏钰杰
受保护的技术使用者：华北水利水电大学
技术研发日：2019.09.26
技术公布日：2019.12.13