在如今综合管廊工程建设过程中,常常要求技术人员提高对于监控系统的重视程度,注重加强振动光纤检测技术的有效应用。事实上,我国地下管线交叉情况较多,综合管廊工程建设具有一定的复杂性,一旦检测监控不到位,很有可能影响管线敷设等问题,给后期的管理以及运维带来较大的影响,难以满足人们正常生活的需要。为此,技术人员需要做好各类管线的检测与监控工作。在本文综合管廊工程建设过程中,主要采用振动光纤检测技术进行管廊内与管廊外的管线监测,取得了较好的应用监控效果。
1概述
1.1振动光纤检测技术原理
当有外界扰动作用在光缆上时,将引起光缆中光纤的长度和折射率等光学传输特性发生变化,从而引起感应光纤中传输光相位的变化,这就是普遍存在的“光弹效应”,也叫“弹光效应”。基于“弹光效应”,当外界扰动(如振动、声音等)作用于光纤传感器上时,后端监控平台接收到的光信号发生变化,通过后端的信号分析终端分析处理即可识别出不同扰动类型,并提供相应的报警信息。其技术原理如图1所示。图1 技术原理图
1.2光纤监控系统功能及特点
1.2.1功能
光纤监控系统在综合管廊工程建设中占有重要的地位,这与该系统的功能作用有关,具体而言,该监控系统功能主要包含以下几点:一是加强电力电缆的监控,使得电缆敷设得到可靠的保证;二是通讯线路监控,有助于加强通讯质量的保障;三是加强给排水管道的监控,为居民用水、排水等提供基础设施保障服务,确保给排水管道的正常使用;四是加强燃气管道的监控,以便保护燃气输送安全;五是对管廊本身结构、内外以及直埋管线等进行综合监控,为相关人员提供详细数据信息,从而实现综合管廊工程建设水平的提升。
1.2.2特点
光纤监控系统中融入了振动光纤检测技术,促使监控系统更为完善,先进性得以提升。就光纤监控系统本身而言,它的传输单元主要指的是光纤中的光信号,而光纤则为其中光信号的拾取器,不再进行局部监控,而是对所有管线等进行整体的监控,提高监控效率以及安全性,避免出现一些管线破损等情况,确保各类设施管线的正常运转。此外,光纤监控系统的特点还表现在应急通信系统建立、长距离无漏监控以及外场设备无需供电等方面。由于该系统中的这些特点与应用优势,使得振动光纤检测技术深受各方关注,如今在综合管廊工程建设中具有较大的应用价值。
2振动光纤检测技术及其监控系统在综合管廊工程中的实际应用
2.1工程简介
工程实施范围为劳动东路管廊,西起k6+100,东至k6+355,全长约255m,包括管廊内监控和管廊外的管线监测。劳动东路综合管廊为标准4舱断面布置,包括电力舱、综合舱、燃气舱和雨水舱。
2.2综合管廊工程中的光纤监控系统构建
2.2.1管廊结构健康监控系统
保障地下管线及管廊外侧结构的安全,防止第三方非法施工、挖掘破坏、侵入等危险事件,可实现“点-线-面”多种探测能力。(1)系统组成:一是光纤振动监控前端光模块。该设备埋设于传感光纤前端(近监控室端)或放置于监控机房内,用于光信号的处理。二是光纤振动监控尾端光模块。该设备埋设于传感光纤末端(远离监控室端)或放置于监控机房内,用于光信号的处理。三是光纤振动监控主机。该主机放置于监控机房,用于光信号的输出以及光电转换、处理。四是光纤振动监控信号处理主机。该主机用于采集信号,并通过数字信号分析进行事件甄别和报警信息处理。(2)外场设施实施方案本系统主要外场设备为沿管廊或管线敷设的传感光纤,管廊内部传感光纤贴管廊顶部壁挂敷设,管线监测光纤随直埋管线直埋敷设.
2.2.2管廊内部语音监控系统
实时监测管廊内部重要区域的声音状态和非法入侵行为,可实现应急通信、巡更、人员定位等功能。首先,系统组成:1)语音监控前端光模块。2)语音监控尾端光模块。3)语音监控系统主机:该模块放置于监控机房,用于光信号的输出以及光电转换、处理。4)语音监测系统信号处理主机:该主机用于采集信号,并通过数字信号分析进行事件甄别和报警信息处理。5)语音监控系统光纤拾音探头:该探头用于提高光缆拾取声音的能力,串联于传感光缆上。其次,系统运行中,全光纤语音监听系统采用光缆冗长部分,利用相干光通信原理,即光信号的差频解调原理。基于光弹效应原理,当音频段的声波作用到调制器件时,由于光弹效应的作用,这一段光纤的折射率将会发生改变,导致光信号通过时其相位发生变化,即通过的光信号相位受到相应声波的解调。最后,外场设施实施方案:在现场重要监控区域设置拾音探头,并与感应光纤相连接。本工程共设置5处拾音设备,主要集中在通风口、人员进出口和管廊中间部位。
2.2.3多功能综合监控系统
除了以上子系统外,该工程建立的光纤监控系统中还包含多功能综合监控系统,该系统主要由多功能综合探测器及其探测主机构成。通过建立多功能综合监控系统,可以帮助工作人员加强空气气体浓度、环境温度等方面的检测。在该系统应用过程中,如果出现问题,将会产生报警,主要经过探测器、控制器等,将光纤信号进行上传,最终监控中心及时收到监控的实时信息,进而方便和总中心监控平台加以有效对接,方便加强问题的高效处理,减少一些损失的产生。
3结束语
众所周知,综合管廊工程的建设十分重要,对于给排水、能源供给、网络通信方面都具有重要的影响。但是实际建设中存在监控监测难的问题,这就严重影响项目建设综合效益。在本文工程建设期间,技术人员主要选择应用光纤监测系统解决这类问题,该系统中融入了振动光纤监测技术,可以更好地进行光信号的传输。这种监测系统的监控方式区别于以往的局部监控模式,利于加强长距离无漏监控,避免出现不必要的问题,为工程建设单位提供强有力的监控支持,提升项目综合效益。
参考文献
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