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    公司新聞

    我司聯合發表的PCCP斷絲監測文章獲《光電子技術》期刊優秀論文獎

    近日,我司聯合南京大學、內蒙古電力勘測設計院有限責任公司、北京湜沅科技有限公司,于20236月發表在《光電子技術》期刊的論文一種融合Φ-OTDRMZIPCCP斷絲監測系統”,獲得2023年度《光電子技術》期刊優秀論文獎。我司工程師趙世松、張道為該論文的共作者。


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    1  論文首頁

    為了解決水資源時空分布不均勻的困境,我國目前正在興建一系列大規模引調水工程。預應力鋼筒混凝土管(PCCP)因其強度高、抗震好、防滲漏等優點,被廣泛應用在長距離輸水管道的建設中。但是隨著服役年限的增加,PCCP管道存在預應力鋼絲斷裂的現象,積累到一定程度便有可能誘發爆管事故,因而迫切需要對PCCP斷絲進行實時在線監測。分布式光纖傳感技術將整段光纖作為傳感器件,能夠實現對數十km范圍內光纖沿線任意位置處微弱擾動的高靈敏探測與精準定位,其相較于傳統的監測技術具有連續分布式、監測距離長、信號畸變低、便于大規模組網、環境適應性強等優勢。且傳感光纜可以帶水布設,解調儀器僅需單端接入,便于傳感系統在現場的安裝部署。結合模式識別算法,該系統能夠可靠地對具有爆管風險的PCCP管節提前發出預警。因此無論是面向新建還是在役管線,該技術均能夠很好地勝任,在PCCP斷絲監測上有著廣闊的應用前景。

    然而長期以來,僅有西方發達國家少數企業掌握該項技術,且需回傳監測數據至境外分析。在近年的國際大背景下,將涉及民生、工業的核心水務數據發送到國外,勢必造成敏感信息泄露的風險,威脅國家安全。因此這種數據采集與分析均委托于國外公司的模式,在相當長的可預見時間段內都勢必難以維系,大型水利設施上的國產化技術替代已迫在眉睫。在此背景下,我司與合作單位北京水科院、北京湜沅科技有限公司共同承擔了“南水北調干線PCCP斷絲監測國產化技術試驗項目。提出了一種融合Φ-OTDRMZIPCCP斷絲監測系統,能夠實現高定位精度和寬測頻范圍的振動測量,且優化后的IQ解調方法能夠極大地減小數據運算量。經過實驗結果證明,該系統的測量距離不低于20 km,頻率響應不低于20 kHz,空間定位誤差在±2 m以內,滿足PCCP管道斷絲監測的需求,為未來PCCP管道斷絲監測的工程應用提供了可靠的技術手段。

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    2  PCCP管道斷絲監測系統示意圖

    該系統已實地應用于南水北調工程中線北京段管線,監測管道長度為16.7 km,監測總時長接近2年。2023年該項目通過驗收鑒定,專家委員會認為:該設備經過實地測試,設備系統穩定,功能、參數基本滿足PCCP斷絲聲(振動)監測需求,軟件擴展性較好,界面友好,性能滿足使用要求。尤其需要指出的是,在滿足PCCP斷絲監測需求的前提下,由項目組與合作單位打造的基于分布式光纖傳感的PCCP斷絲監測系統享有完全的國內自主知識產權,核心元器件實現了100%國產化,所有數據處理均在國內的受控條件下完成,打破了國外監測系統針對斷絲監測領域的壟斷,規避了產生的數據安全問題。

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    3  獲獎榮譽證書

    該項工作得到國家自然科學基金項目(U2001601,62175100,61975076)、中央高?;究蒲袠I務費(0213-14380202和深圳市科技創新基金(YFJGJS1.0的資助。





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