基于环向应变传感器的管道健康监测研究

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1、硕士学位论文基于环向应变传感器的管道健康监测研究PipelineleakageandcorrosiondetectionbasedonFBGhoopstrainsensor学号：21106031完成日期：至Q!垒生墨旦鱼旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确

2、的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：超盈蛐色迎姚约盏盗律挫幽勘作者签名：基彗纽日期：垫!生年』月丘一日大连理工大学硕士学位论文摘要随着管道运输在各领域的迅速发展，在役油气管道的安全运营日益不容忽视，定期检测己不能满足四通八达的运输管线安全需求，因此建立油气管线实时在线无损监测成为当今传感领域研究的重要方向。针对油气运输的特殊防火防爆、抗电磁干扰的需求，结合光栅光纤技术对应变、温度的高灵敏度、耐受恶劣环境、封装方式灵活等优势，本文提出一种基于光纤光栅环向应变传感器的于管道健康监测方法。第一章绪论，首先概览我国管道运输业的发展历程和未来发展趋势，由于管道

3、老化腐蚀而引起的泄漏、爆炸等灾难性事故频频发生，讨论了研究油气管道健康监测的意义。其次列举了管道泄漏及腐蚀监测国内外研究成果以及现有检测技术的优势与缺陷。重点介绍了光纤传感技术在管道监测中的应用进展，光纤光栅传感器的工作原理与性能优势，最后提出了本文研究方向与研究内容。第二章主要内容为光纤光栅全截面应变传感器的开发与改进。文章叙述了这种传感器的设计背景，对传感器的工作原理进行了理论推导，专门为满足管道外壁的形状及变形协调开发了有效地封装和安装技术。为了保证传感器在官道上处于有效应力状态，设计了预张系统。对不周增敏效果的传感器进行了性能测试，实验证明传感器有一定的增敏效果，分析了增敏系数理

4、论与实验值的关系；深入研究了传感器在大应变和小应变下的响应情况，可通过调整内部构件比例以满足各种不同工程中物理量的测量需求。第三章介绍了将光纤光栅全截面环向应变传感器应用于燃气管道的泄漏监测实验。实验目的是为了验证该传感器能否对管道泄漏信号产生及时准确的响应。实验结果表明传感器能够及时准确地监测到管道的泄漏，对不同泄漏量、不同工况进行模式识别。第四章设计了将光纤光栅全截面环向应变传感器应用于燃气管道的腐蚀监测实验。主要研究了环向应变传感器对管道壁厚的响应。实验证明，这种光纤光栅环向应变传感器能够反应管道的壁厚变化，从而达到监测管道腐蚀的目的，具有工程应用价值。关键词：光纤光栅；环向应变；

5、管道泄漏监测；管道腐蚀监测基于环向应变传感器的管道健康监测研究PipelineleakageandcorrosiondetectionbasedonFBGhoopstrainsensorAbstractWiththerapiddevelopmentofpipelinetransportinvariousfields，thesafeoperationoftheOilandGasPipelineisincreasinglysignificant．RegulartestingCannotmeetthesecurityrequirementsofpipelines，SOnondestructiv

6、ereal·timemonitoringofoilandgaspipelinesbecomesahotdirectionofresearch．Forspecialnecessityagainstfireandexplosion，anti。electromagneticinterferencerequirementsofoilandgastransportation，combinedwimgrat啦fiberoptictechnologywitchhasadvantagessuchashighsensitivitytostrainandtemperature，toleranceofhars

7、hcircumstance，flexiblepackagingmethod．Inthispaper，apipelinehealthmonitoringmethodbasedonthefiberBragggratinghoopstrainsensorsispresented．Thelayoutofthepaperisasfollows：Thefirstchapterisintroduction，thispartpresentsanov