船舶管道泄漏监测仪的设计与实现

发布时间：2017-11-17 02:10

  本文关键词：船舶管道泄漏监测仪的设计与实现

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【摘要】：船舶、舰艇的安全航行依赖其稳定的动力系统及优良的船舶系统，，两大系统的循环主体为错综复杂的船舶管系。而船舶管系常年工作在颠簸、潮湿的环境下难免发生泄漏或是断裂，因而及时检测维修管道对船舶、舰艇的安全运行非常重要。根据船舶管系的运行工况及自身特点，本文设计研制了一台实时在线监测的管道泄漏监测仪。 该仪器是利用光纤传感技术来实现的。其中Sagnac干涉仪的光纤传感装置具有灵敏度高，结构简单，抗电磁干扰等优点。因而本文基于直线型Sagnac光纤干涉仪设计了一套新型的光路传感系统。该系统基于防止低频噪声污染、消除零点频率盲区、避免零点频率重复、利于零点频率出现四要素，通过合理选取消盲光纤环的长度来寻找传感光纤最优区段作为监测仪探测器。同时，将最优区段置换为声敏光纤部署到被监测管道。再配合基于LabView平台的锁相解调方案，实现监测仪的泄漏监测功能。 光路系统安全稳定的运行可以保障监测仪的抗噪抗扰性能以及仪器的稳定性、响应速度等。本文设计了电控系统以保障光路系统的稳定运行，电控系统包括光功率计安全警报电路、载波设置与发生电路、电动偏振控制电路。其中为光功率计安全警报电路编写了上位机调试软件并做了标定实验。为载波设置与发生电路设计了键盘与屏幕。为电动偏振控制电路编写了偏振控制算法，该算法通过控制偏振态来寻找最大光功率。 最后，本文对光路系统与电控系统进行装配设计。合理部署机箱内的电路与光路对仪器的使用寿命至关重要。对机箱进行了配电设计，隔音设计，屏幕界面与键盘的美化设计等。仪器装配完成后，选取设计了实验环境与实验方案，并进行了模拟实验。经测试显示该仪器能够在嘈杂的环境中实时准确地检测到泄漏信号，监测仪长时间昼夜连续工作也可稳定运行并且能够检测到突发的管道泄漏信号。由实验可知该仪器能够作业在船舶工况下并有良好的监测性能。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.84;U672.74

【参考文献】

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1 姜莹,任光,贾宝柱;船舶故障诊断的新发展[J];航海技术;2004年01期

2 李新建;邓雄;;基于负压波和流量平衡的管道泄漏监测系统研究[J];石油和化工设备;2009年01期

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本文编号：1194439