一种保温层效能实时在线分布式监测系统的制作方法_2

文档序号:9052794阅读:来源:国知局
,可W在管外壁 和保温层外壁上对应位置设置一根温度传感光缆,或设置两根或W上数量的温度传感光 缆。
[0046] 如果是在管壁上和保温层外壁上设置温度传感光缆数量相同并相互对应,在设定 点的管路横截面上,一对对应的管外壁上和保温层外壁上的两根温度传感光缆分别连接的 所述环形器连接所述信号处理系统中的一个温差计算单元中的两个温度解调器,相应地, 所述信号处理系统中包括N个温差计算单元,N与设置在管壁和保温层外壁上温度传感光 缆的对数对应。
[0047] 一对温度传感光缆所测分布式温度可W得到一个分布式温差,设置多对温度传感 光缆,即可在设定点,得到几个温差值,也就是同一根管道圆周上的几个方位上可W得到几 个温差,该样,对于大直径的管道可W根据设定点各个方为上温差的异常精准地测出管路 或保温层破损或泄漏的部位是在管道的上部或下部,或靠左边或靠右边的部位。
[0048] 也可W在管壁上设置的光缆数量与保温层外壁上的光缆数量不同,通常可W是保 温层外壁上的温度传感光缆数量多一些。相应地,在一个所述温差计算单元中,所述温度解 调器的数据与温度传感光缆的数量对应,同样与保温层外壁上的温度传感光缆连接的所述 温度解调器连接一加法器,该加法器的信号输出端再与所述数据处理器连接,与同样与所 述数据处理器连接的管壁上的温度传感光缆上连接的温度解调器的数据做差分。该样在管 道的设定点上,将管壁上的一根光缆的温度与保温层外壁上的几根光缆测得温度的平均值 求取温差。
[0049] 本实用新型提供的保温层效能实时在线分布式监测系统也可W用于面型保温层 的监测,该时,可W在面型保温层的内外两侧设置两个分布式测温系统,两个分布式测温系 统中的两根温度传感光缆在保温层两个侧面上对应地直线延伸,或者曲线延伸;或者在保 温层的两个侧面对应设置若干根温度传感光缆,一侧的各个温度传感光缆相互平行设置 或部分地平行设置或不平行设置。
[0化0] 在温度传感光缆的布设中,温度传感光缆的间距最好能在100-500厘米。
[0化1] 所述信号处理系统还包括;激光控制单元,用于控制激光发生器的启闭、激光强弱 和发射时间、频率等。
[0化2] 所述信号处理系统还可W包括报警单元,用于接受数据处理器的分布式温差系列 数据或导热系数,比对预先设定的报警阔值,当收到符合报警阔值的数据后启动与报警单 元连接的报警器。
[0化3] 所述数据处理器可W是专用DSP信号处理系统或是商用计算机系统。
[0化4] 该样通过实时监测保温层内外的温度差,可W监测保温层的导热系数,即保温层 的效能。当保温层由于破损、或老化而导致保温效能下降时,通过实时监测保温层内外侧的 温差就可W检测保温层的效能,特别是通过实时在线分布式温差监测,可W实现保温层效 能的分布式监测,并准确定位保温层效能劣化的具体位置。
[0化5] 在本实用新型的系统中,可W通过所测得的温差进行判断,更好地,通过温差再计 算出导热系数,通过导热系数显示保温层的效能。
[0化6] 本实用新型的系统与现有技术相比较,增设保温层内部的测温光纤即温度传感光 缆,由此,在监测保温层效能上只需要采集保温层内外的温度即可,不需要监测例如输送管 路的管口温度、环境温度、风速来计算保温层的分布式导热系数,所W方法简单,同时也可 W使得监测系统复杂程度降低,由于同时检测管外壁的温度和保温层外侧的温度,因此,可 W区分管道破损保温层失效两种事件,准确分辨两种事件类型,降低维修准备费用。
[0化7] 本实用新型的在于使用两个光缆分布式测温系统,设置两根温度传感光缆,分别 设置在保温层内外两面上,测保温层内、外分布式温差,通过温差或再通过分布式温差计算 出保温层的分布式导热系数。通过监测保温管道长度方向的分布式温度和分布式温差的异 常,或者是监测面型系统各个点的平面、曲面或立体的温差分布图,可W清楚地分辨出是管 壁或例如冷库壁破裂泄漏还是保温层破损。因此,本实用新型能够实时在线分布式监测保 温层的效能,准确定位保温层效能薄弱处的具体位置及整个热力管线的热能输送效能等相 关信息。而现有技术中使用一根温度传感光缆的测温系统,不能得到监测点的保温层内外 温差,只能根据其他一些参数得到导热系数,所述参数的多变性和不准确性,使得现有的方 法和系统更可W称之为"推测性监测"。另外,本实用新型提供的系统可对监测范围进行分 区监测,针对不同区域的特殊性设置不同的报警阔值,实现监测范围内的差别化监测。
[0化引下面通过附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
【附图说明】
[0化9] 图1显示保温管道设置内外温度传感光缆的结构示意图。
[0060] 图2为图1的A-A剖视结构示意图。
[0061] 图3为显示保温层热传导原理示意图。
[0062] 图4为本实用新型提供的保温层效能实时在线分布式监测系统设置在图1所示的 保温管道上的结构示意图。
[0063] 图5为对应图4本实用新型提供的保温层效能实时在线分布式监测系统的流程框 图。
[0064] 图6至图8为在保温管道上布设差温传感光缆的几种形式的结构示意图。
[00化]图9和图10为在冷库等面型保温层上敷设温度传感光缆的结构示意图。
[0066] 其中;1为处理装置;2为常温传感光缆;3为高温传感光缆;4为保温层;5为管 道。
【具体实施方式】
[0067] 图1所示为安装有本实用新型提供的保温层效能实时在线分布式监测系统的保 温管道,其中,包括管道5和其外面包覆的保温层4。
[0068] 在管道5的外壁上和保温层4的外壁上分别设置差温光纤,即高温传感光缆3和 差温光纤,即低温传感光缆2。如图1和图2所示的实施例中,低温传感光缆2、高温传感光 缆3平行于管道5的轴线地沿管道长度布设。
[0069] 如图4和图5所示,本实用新型提供的保温层效能实时在线分布式监测系统与温 度传感光缆相关联的处理装置1,所述信号处理系统包括:
[0070] 激光控制器,用于控制激光发生器的启闭、激光强弱和发射时间、频率等;
[0071] 温度传感光缆所测信号的温度解调器,用于使得温度传感光缆返回的光信号解调 成为分布式温度曲线;
[0072] 数据处理器,用于将设于保温层内外层的两组分布式温度曲线数据进行差分得到 分布式温差曲线,或者进一步地计算出分布式的一系列导热系数,然后输出;
[0073] 报警器,用于接受数据处理器的分布式温差系列数据或导热系数,比对预先设定 的报警阔值,当收到符合报警阔值的数据后启动与报警器连接的报警装置。
[0074] 该信号处理系统中的各个部分均为现有技术,只是在现有技术的保温层效能监测 中没有用两根温度传感光缆分别设置在保温层两侧的对应处,通过温度解调单元和数据处 理和输出单元中得到分布式温差曲线而进行数据输出显示保温层效能的技术。
[0075] 图5示出了信号处理系统的示意性框图,激光发生器,其受控于激光器控制器,一 1X2分支器具有一个激光入口和两个激光出口,激光入口连接激光发生器,两个激光出口将 激光分成两路通过环形器连接温度传感光缆2和温度传感光缆3,每个环形器上连接一温 度解调器,在本实施例中,温度解调器为拉曼温度解调器。当然,还可W替换为分布式布里 渊光纤测温系统,或是光纤光栅准分布式光纤测温系统,亦或分布式电缆测温系统等可实 现分布式温度探测的系统。通过所述温度解调器,得到温度分布式曲线1和温度分布式曲 线2.
[0076] 两个温度解调器的信号输出端再连接到一个数据处理器上。该数据处理器对于两 条温度分布曲线进行差分,得到沿管线长度方向上的温差分布,然后做数据输出,输出给报 警器。
[0077] 报警器设定报警阔值,根据输出的数据决定是否由与报警器连接的报警装置报 警。
[007引对于阔值报警,可W对被监测区域进行分区监测,例如在5千米长的保温管道上, 每500米分为一个区域,每个区域单独设定报警阔值。
[0079] 不同区域,所述设定阔值可W是相同的,也可W是不同的。
[0080] 对于同一个区域,也可W设置几个报警阔值。几个报警阔值连接报警装置可W是 不同的形式,例如在显示屏上用藍色灯和红色灯显示最小的阔值和最大的阔值,用绿色灯、 黄色灯和澄色灯表示其间的=个阔值对应的报警形式不同,W区分保温层劣化程度。
[0081] 在上述保温层效能实时在线分布式监测系统中,通过温度传感光缆3和温度传感 光缆2,获得保温层内层温度Ti和保温层外层温度T2,通过两个拉曼温度解调器获得两条沿 保温管道的长度上温度分布曲线。
[0082] 在数据处理器上,通过对两条温度曲线进行差分,得出沿管线长度方向上的温差 分布。
[0083] 在上述系统上,提供的保温层效能实时在线分布式监测方法,是通过保温层内外 温差计算保温层导热系数,w此检测管道上各点保温层的保温效能。
[0084] 具体地,计算保温层导热系数的方法是:
[0085] 在保温层的内壁和外壁上分别设置连接激光发生器的高温传感光缆3和低温传 感光缆2,分别采集保温层内层各设定监测点的位置和该位置上的高温温度Ti和保温层外 层各设定监测点的的位置和该位置上的低温温度T2,,所述设定监测点的间距为1米,沿管 长方向均匀设置。继而将保温层内外两侧采集的位置和该位置上的温度信号传给各
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