基于光纤光栅传感网络的海洋平台冲击及管道泄漏定位方法

《基于光纤光栅传感网络的海洋平台冲击及管道泄漏定位方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号TP212密级公开UDC621.3学位论文编号D-10617-308-(2016)-03081重庆邮电大学硕士学位论文中文题目基于光纤光栅传感网络的海洋平台冲击及管道泄漏定位方法英文题目TheOffshorePlatformImpactandPipelineLeakLocationMethodUsingOpticalFiberGratingSensingNetwork学号S130301080姓名杨凯学位类别工学硕士学科专业控制科学与工程指导教师陈勇教授完成日期2016年5月22日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要随

2、着社会工业化进程的加快，对油气资源的需求量也随之增加。作为油气资源开采及输送的重要设备，海洋平台及输油管线的安全性问题受到了研究者的广泛关注。海洋平台冲击损伤及输油管道泄漏点的精确定位是避免发生重大油气事故的重要手段。光纤Bragg光栅(FiberBraggGrating,FBG)传感器具有成本低、精度高、耐腐蚀、耐高温等优点，已成为传感领域的研究热点。将FBG应用于油气设备的安全性检测中，具有传统电气类传感器无法比拟的优势，而FBG反射谱的峰值检测技术是影响传感系统精度的关键，因此，设计一种基于FBG传感网络的高精度

3、海洋平台冲击及输油管道泄漏定位系统具有一定的研究意义和应用价值。针对现有平台冲击定位方法易受环境温度干扰的问题，设计了具有测量阵列和参考阵列的FBG传感网络，提高了传感系统的稳定性。针对冲击力大小难以识别的问题，提出了基于支持向量机的冲击力识别方法。为了进一步提高现有方法的定位精度，结合余弦相似度与反距离加权差值算法相关理论，提出了一种高精度的冲击点定位算法。搭建了平台冲击实验系统，并通过实验验证了所提方法的可行性。针对现有输油管道泄漏定位方法检测结果易受环境温度干扰的问题，设计了具有温度自补偿功能的传感探头。针对传感

4、探头安放位置受限的问题，提出了泄漏感应层及应力传导设计方案。针对泄漏点定位精度不高的问题，结合各传感探头间间距，提出了泄漏点定位算法，实现了输油管道泄漏点的精确定位。针对现有FBG反射光谱峰值检测算法不能满足多峰值光谱自适应寻峰的问题，结合Hilbert变换及一维Gabor滤波法，实现了峰值区域自适应分割。针对现有算法寻峰精度有限的问题，结合非对称广义高斯模型理论，提出了一种自适应多峰值检测(Self-adaptiveMulti-peakDetection,SMD)算法。通过仿真实验，验证了所提方案的可行性和有效性。关

5、键词：传感检测，光纤Bragg光栅，冲击定位，泄漏检测，多峰值检测I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractWiththeacceleratedprocessofsocialindustrialization,thedemandforoilandgasresourceshasincreased.Asanimportantminingandtransportationequipmentofoilandgasresources,thesafetyofoffshoreplatformandoilpipelin

6、ehasbeenwidelyconcernedbyresearchers.Thepreciselocalizationofoffshoreplatformimpactandoilpipelineleakisanimportantmeanstoavoidthemajoroilandgasaccidents.FiberBragggrating(FBG)sensorhastheadvantagesoflowcost,highprecision,corrosionresistance,hightemperatureresist

7、anceandsoon,soithasbecomearesearchfocusinthefieldofsensing.TheapplicationofFBGinsafetymonitoringofoilandgasequipment,hastheincomparableadvantagesthantraditionalelectricalsensors.AndthepeakdetectionofFBGreflectionspectrumisakeyfactorthataffectedtheaccuracyofsenso

8、rsystem.Therefore,inviewoftheproblemofoffshoreplatformimpactandoilpipelineleakage,thedesignofahighprecisionlocalizationsystembasedonFBGsensornetworkhasacertainsignifi