[发明专利]一种油气管道山洪灾害监测系统

权利要求书

1.一种油气管道山洪灾害监测系统，其特征是该系统分为现场采集发射系统和远程接收分析系统，具体包括水位监测装置、流速监测装置、管线涡激振动监测装置、现场监测站、办公室的接收终端-上位机；

油气管道山洪灾害监测系统的总体构成为：将金属平板（1）用螺栓（2）固定于河道岸边，在金属平板（1）上安装防护筒（3），并将防护筒（3）向下置于河道中，用螺栓将光纤光栅水位传感器（4）固定于防护筒（3）壁内，在河道底部安装基准桩（5），桩上固定光纤光栅流速传感器（6），在油气管道（7）的监测截面上安装光纤光栅振动传感器（8），然后将水位传感器（4）、流速传感器（6）与振动传感器（8）一并引入光纤接线盒（9），与引至监测站的光缆Ⅰ（10）连接，在监测站里，光缆Ⅰ（10）与光开关（11）连接，光开关（11）与调仪（12）连接，解调仪（12）与下位机（13）连接，下位机（13）预处理后的数据通过无线通讯模块Ⅰ（14）传输，无线通讯模块Ⅱ（15）接收到上位机（16）；

光纤光栅水位传感器（4）、光纤光栅流速传感器（6）和光纤光栅振动传感器98）将河道水位、山洪流速和管线涡激振动信号经光缆Ⅰ（10）传到光开关（11），光开关（11）后经解调仪（12）解调传至下位机（13），下位机（13）调用自编的程序，控制光开关（11）和解调仪（12），实现数据的采集并对数据进行预处理;预处理后的数据通过无线通讯模块Ⅰ（14）传输、无线通讯模块Ⅱ（15）接收到上位机（16），上位机（16）对数据进行进一步的分析处理，通过河道水位和山洪流速计算得到山洪的洪峰流量，判断该区域的洪峰流量是否已达到预报警戒值，并结合管线涡激振动频率与其固有频率对比分析结果，判断山洪冲刷作用下管道的安全状态。

2.根据权利要求1所述的一种油气管道山洪灾害监测系统，其特征是该系统的电原理为光纤光栅水位传感器（4）、光纤光栅流速传感器（6）和光纤光栅振动传感器（8）的PC接头用光缆Ⅰ（10）与光转换开关（11）的PC接头连接，光开关（11）的R232连接下位机（13）的R232接口，光开关（11）的PC接头连接光纤光栅解调仪（12）SM125的CH1端，光纤光栅解调仪（12）SM125的LAN端口连接下位机（13）的LAN端口，下位机（13）的R232端口接GPRS无线通讯模块Ⅰ（14）西门子MC35i的R232端口，GPRS无线通讯模块Ⅰ（14）经天线GSM、GPRS网络，被GPRS无线通讯模块Ⅱ（15）天线GSM接收后由R232接到上位机（16）的R232，上位机（16）的输出由VGA端接显示器的VGA端；

水位、流速和管线涡激振动的三类光纤光栅传感器的输出信号经光开关逐一导通传输至解调仪（12），解调仪（12）解调出各光纤光栅传感器的中心波长位移量传输至下位机（13），光开关（11）导通信号的周期由下位机（13）控制；下位机（13）对数据进行预处理，并将处理后的数据输给GPRS无线通讯模块Ⅰ（14），GPRS无线通讯模块Ⅰ（14）将下位机（13）计算的各监测量通过公众无线通信网络传输到位于办公室的上位机（16），上位机（16）通过自编软件对数据进行分析处理，由显示器显示。

3.根据权利要求1所述的一种油气管道山洪灾害监测系统，其特征是所述河道水位监测装置为：在不锈钢密闭箱体（17）的上、下两个端面的中心位置固定一圆柱体（18），将一支光纤光栅应变传感器Ⅰ（19）粘贴于圆柱体（18）表面，并通过光缆Ⅱ（20）将信号引至光纤接线盒（9），光纤接线盒（9）与光缆Ⅰ（10）连接，并最终引至监测站；所述光纤光栅应变传感器Ⅰ（19）选温度补偿型光纤光栅应变传感器。

4.根据权利要求1所述的一种油气管道山洪灾害监测系统，其特征是所述山洪流速监测装置由文丘里管式节流管（21）、导管Ⅰ（22）、导管Ⅱ（23）和光纤光栅压强传感机构组成，光纤光栅压强传感机构由有机玻璃密封箱（24）、密闭铝箔管（25）、钢销（26）、等强度悬臂梁（27）、光纤光栅应变传感器Ⅱ（28）及光缆Ⅲ（29）组成；密闭铝箔管（25）通过钢销（26）与悬臂梁（27）的自由端刚性连接；将一支温度补偿型光纤光栅应变传感器Ⅱ（28）粘贴在悬臂梁（27）表面，并通过光缆Ⅲ（29）将信号引至光纤接线盒（9），光纤接线盒（9）与光缆Ⅰ（10）连接，并最终引至监测站；所述光纤光栅应变传感器Ⅱ（28）选温度补偿型光纤光栅应变传感器。