一种在线监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种在线监测装置及监测方法，用于监测输气管道的电腐蚀电流。采用红外光光源、光调节单元、传感光纤、反射单元及监测单元组成在线监测装置。将红外光信号处理形成R轴偏振光检测信号、L轴偏振光检测信号；受到输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，R轴偏振光检测信号、L轴偏振光检测信号均产生偏移角，输出R椭圆偏振光处理信号、L椭圆偏振光处理信号，经处理后形成具有单一波长的光处理信号；最后进行计算，获得输气管道的电腐蚀电流值。本发明专利技术实现对于输气管道的电腐蚀电流进行监测，进而有效地避免了由于电腐蚀电流而发生输气管的电腐蚀现象、加速输气管电腐蚀过程、甚至导致高压输气管道爆炸等问题的出现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输气管道检测领域，具体涉及一种在线监测装置及监测方法。
技术介绍
“西气东送”与“西电东送”是我国的重要国策。也即，把西北西南地区(新疆，甘肃，内蒙，四川，云南等地)的能源(天然气，电力)向东部地区(珠三角，长三角，京津冀地区)输送。西气东送：以上海为例，到2015年底，全市天然气用户数达到620万户。目前，上海市天然气年供应量已超过70亿立方米，占全市一次能源比例达到11％。对能源地区，涉及的GDP约700～1000亿元/年西电东送，以上海为例，上海2015年夏季高峰用电负荷达到30000MVA，对动力资源稀缺的上海而言，区域外来电是上海电力的主力已是不争的事实。其中，超高压直流输电来沪的电量超过了总需求的45％。西气东送与西电东送，由于国内能源与能源消耗都处在相同地域，导致输气管道与直流输电线路走向都由西向东，有些地域两者走向平行，并且十分接近。其中，西气东送的输气管道系钢管组成，约50～60km设置一个加压站。现以管道长达4843km的西气东输二线干线管道为例，全部采用了X80钢级直径为1219mm的钢管，输气压力为12MPa。钢管是十分良好的导电体，钢管本身的防腐蚀是十分重要的基本要求，尤其要防止电腐蚀。是保证输气管道安全的头等大事。超高压直流输电通常是由+/-极性两根特高压架空线路运行送电，每根输送可达4000A。在某些特殊情况下，可能导致地下电流也达到4000A，在大地里形成一个“直流电压降”。这“直流电压降”实际就是一个极其巨大的直流电源，有可能导致临近的输气钢管管道产生“电腐蚀电流”，继而发生钢管的“电腐蚀现象”，加速钢管体电腐蚀过程，甚至高压钢管道爆炸事故。这将极其严重危害国民经济，严重影响社会稳定。类似的输气管道的重大事故已经发生过，对我国西气东送的决策有极其重大的潜在危险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为了解决现有技术中输气管道产生电腐蚀电流，从而发生输气管的电腐蚀现象，加速输气管电腐蚀过程，甚至导致高压输气管道爆炸等问题的出现；提供一种在线监测装置及监测方法。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种在线监测装置，所述在线监测装置用于监测输气管道的电腐蚀电流，所述在线监测装置包含：红外光光源；光调节单元，在检测输入阶段：获取红外光信号并处理形成具有单一波长的光检测信号，将所述光检测信号处理为第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号；在结果输出阶段：获取R轴椭圆偏振光处理信号、L轴椭圆偏振光处理信号，处理形成具有所述单一波长的光处理信号；传感光纤，多匝绕设在所述输气管道的外部；获取所述第一R轴偏振光检测信号、所述第一L轴偏振光检测信号，输出所述R轴椭圆偏振光处理信号、所述L轴椭圆偏振光处理信号；反射单元，与所述传感光纤的光纤轴垂直设置所述传感光纤的光纤信号折返端；监测单元，将所述光处理信号、光检测信号进行计算，获得所述输气管道的电腐蚀电流值；在检测阶段，受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，输入所述传感光纤的所述第一R椭圆偏振光检测信号、所述第一L椭圆偏振光检测信号分别产生第一R光偏移角、产生第一L光偏移角；经所述反射单元的反射处理，带有所述第一R光偏移角的所述第一R椭圆偏振光检测信号、带有所述第一L光偏移角的所述第一L椭圆偏振光检测信号对应逆转形成第二L椭圆偏振光检测信号、第二R椭圆偏振光检测信号；在所述结果输出阶段，所述第二R椭圆偏振光检测信号、所述第二L椭圆偏振光检测信号受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用输出所述R椭圆偏振光处理信号、所述L椭圆偏振光处理信号。较佳地，所述光调节单元包含：光调节器，在所述检测输入阶段，获取红外光信号并处理形成具有单一波长的光检测信号，将所述光检测信号处理为具有单一波长且相互垂直的X轴偏振光检测信号、Y轴偏振光检测信号；在所述处理输出阶段，获取X轴偏振光处理信号、Y轴偏振光处理信号，并处理形成具有所述单一波长的所述光处理信号；偏振光转化器，在所述检测输入阶段，将所述X轴偏振光检测信号转换为所述第一R轴椭圆偏振光检测信号，将所述Y轴偏振光检测信号转换为所述第一L轴椭圆偏振光检测信号；在所述处理输出阶段，将所述R轴椭圆偏振光处理信号转换为所述X轴偏振光处理信号、将所述L轴椭圆偏振光处理信号转换为所述Y轴偏振光处理信号。较佳地，所述光调节器包含：偏振器，在所述检测输入阶段，获取所述红外光信号，处理形成具有所述单一波长的所述光检测信号；在所述处理输出阶段，将输出信号处理为具有所述单一波长的所述光处理信号；调制器，在所述检测输入阶段，将所述检测光信号处理为相互垂直的所述X轴偏振光检测信号、所述Y轴偏振光检测信号；在所述处理输出阶段，将所述X轴偏振光处理信号、所述Y轴偏振光处理信号处理形成所述输出信号。较佳地，所述监测单元包含：光探测器，利用萨格纳克干涉原理将所述光处理信号与所述光检测信号进行检测，判断两个信号之间的偏移角；信号处理器，获取所述偏移角，并计算出所述输气管道的电腐蚀电流值；显示器，将所述输气管道的电腐蚀电流值进行显示。较佳地，所述光检测信号、所述光处理信号具有相同的所述单一波长，所述单一波长的范围为800nm-900nm。较佳地，所述偏振光转化器为光晶体，所述光晶体的厚度为1/4所述单一波长。较佳地，所述反射单元为镜子。一种用于在线监测装置的监测方法，所述监测方法用于监测输气管道的电腐蚀电流，所述监测方法包含：将红外光信号处理形成具有单一波长的光检测信号，并将所述光检测信号处理为第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号；受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，所述第一R轴偏振光检测信号产生第一R光偏移角，所述第一L轴偏振光检测信号产生第一L光偏移角；经反射处理，带有所述第一R光偏移角的所述第一R椭圆偏振光检测信号、带有所述第一L光偏移角的所述第一L椭圆偏振光检测信号对应逆转形成第二L椭圆偏振光检测信号、第二R椭圆偏振光检测信号；所述第二R椭圆偏振光检测信号、所述第二L椭圆偏振光检测信号受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用输出所述R椭圆偏振光处理信号、所述L椭圆偏振光处理信号；所述R椭圆偏振光处理信号、所述L椭圆偏振光处理信号经处理后形成具有所述单一波长的光处理信号；将所述光处理信号、光检测信号进行计算，获得所述输气管道的电腐蚀电流值。较佳地，在所述将红外光信号处理为具有单一波长的第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号的步骤中，具体包含：将所述红外光信号获处理形成具有单一波长的光检测信号，将所述光检测信号处理为处理为相互垂直的X轴偏振光检测信号、Y轴偏振光检测信号；将所述X轴偏振光检测信号转换为所述第一R轴椭圆偏振光检测信号，将所述Y轴偏振光检测信号转换为所述第一L轴椭圆偏振光检测信号。较佳地，在所述R椭圆偏振光处理信号、所述L椭圆偏振光处理信号经处理后形成具有所述单一波长的光处理信号的步骤中，具体包含：将所述R轴椭圆偏振光处理信号转换为X轴偏振光处理信号、将所述L轴椭圆偏振光处理信号转换为Y轴偏振光处理信号；将所述X轴偏振光处理信号、所述Y轴偏振光处理信号处理形成具有所述单一波长的所述光处理信号。较佳地，在所述第二R椭圆偏振光检测信号、所述第二L椭圆偏振光检测信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线监测装置，其特征在于，所述在线监测装置用于监测输气管道的电腐蚀电流，所述在线监测装置包含：红外光光源；光调节单元，在检测输入阶段：获取红外光信号并处理形成具有单一波长的光检测信号，将所述光检测信号处理为第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号；在结果输出阶段：获取R轴椭圆偏振光处理信号、L轴椭圆偏振光处理信号，处理形成具有所述单一波长的光处理信号；传感光纤，多匝绕设在所述输气管道的外部；输入所述第一R轴偏振光检测信号、所述第一L轴偏振光检测信号，输出所述R轴椭圆偏振光处理信号、所述L轴椭圆偏振光处理信号；反射单元，与所述传感光纤的光纤轴垂直设置所述传感光纤的光纤信号折返端；监测单元，将所述光处理信号、光检测信号进行计算，获得所述输气管道的电腐蚀电流值；在检测阶段，受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，输入所述传感光纤的所述第一R椭圆偏振光检测信号、所述第一L椭圆偏振光检测信号分别产生第一R光偏移角、产生第一L光偏移角；经所述反射单元的反射处理，带有所述第一R光偏移角的所述第一R椭圆偏振光检测信号、带有所述第一L光偏移角的所述第一L椭圆偏振光检测信号对应逆转形成第二L椭圆偏振光检测信号、第二R椭圆偏振光检测信号；在所述结果输出阶段，所述第二R椭圆偏振光检测信号、所述第二L椭圆偏振光检测信号受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用输出所述R椭圆偏振光处理信号、所述L椭圆偏振光处理信号。...

【技术特征摘要】
1.一种在线监测装置，其特征在于，所述在线监测装置用于监测输气管道的电腐蚀电流，所述在线监测装置包含：红外光光源；光调节单元，在检测输入阶段：获取红外光信号并处理形成具有单一波长的光检测信号，将所述光检测信号处理为第一R轴偏振光检测信号、第一L轴偏振光检测信号；在结果输出阶段：获取R轴椭圆偏振光处理信号、L轴椭圆偏振光处理信号，处理形成具有所述单一波长的光处理信号；传感光纤，多匝绕设在所述输气管道的外部；输入所述第一R轴偏振光检测信号、所述第一L轴偏振光检测信号，输出所述R轴椭圆偏振光处理信号、所述L轴椭圆偏振光处理信号；反射单元，与所述传感光纤的光纤轴垂直设置所述传感光纤的光纤信号折返端；监测单元，将所述光处理信号、光检测信号进行计算，获得所述输气管道的电腐蚀电流值；在检测阶段，受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用，输入所述传感光纤的所述第一R椭圆偏振光检测信号、所述第一L椭圆偏振光检测信号分别产生第一R光偏移角、产生第一L光偏移角；经所述反射单元的反射处理，带有所述第一R光偏移角的所述第一R椭圆偏振光检测信号、带有所述第一L光偏移角的所述第一L椭圆偏振光检测信号对应逆转形成第二L椭圆偏振光检测信号、第二R椭圆偏振光检测信号；在所述结果输出阶段，所述第二R椭圆偏振光检测信号、所述第二L椭圆偏振光检测信号受到所述输气管道的电腐蚀电流产生磁场的作用输出所述R椭圆偏振光处理信号、所述L椭圆偏振光处理信号。2.如权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于，所述光调节单元包含：光调节器，在所述检测输入阶段，获取红外光信号并处理形成具有单一波长的光检测信号，将所述光检测信号处理为具有单一波长且相互垂直的X轴偏振光检测信号、Y轴偏振光检测信号；在所述处理输出阶段，获取X轴偏振光处理信号、Y轴偏振光处理信号，并处理形成具有所述单一波长的所述光处理信号；偏振光转化器，在所述检测输入阶段，将所述X轴偏振光检测信号转换为所述第一R轴椭圆偏振光检测信号，将所述Y轴偏振光检测信号转换为所述第一L轴椭圆偏振光检测信号；在所述处理输出阶段，将所述R轴椭圆偏振光处理信号转换为所述X轴偏振光处理信号、将所述L轴椭圆偏振光处理信号转换为所述Y轴偏振光处理信号。3.如权利要求2所述的在线监测装置，其特征在于，所述光调节器包含：偏振器，在所述检测输入阶段，获取所述红外光信号，处理形成具有所述单一波长的所述光检测信号；在所述处理输出阶段，将输出信号处理为具有所述单一波长的所述光处理信号；调制器，在所述检测输入阶段，将所述检测光信号处理为相互垂直的所述X轴偏振光检测信号、所述Y轴偏振光检测信号；在所述处理输出阶段，将所述X轴偏振光处理信号、所述Y轴偏振光处理信号处理形成所述输出信号。4.如权利要求3所述的在线监测装置，其特征在于，所述监测单元包含：光探测器，利用萨格纳克干涉原理将所述光处理信号与所述光检测信号进行检测，判断两个信号之间的偏移角；信号处理器，获取所述偏移角，并计算出所述输气管道的电腐蚀电流值；显示器，将所述输气管道的电腐蚀电流值进行显示。5.如权利要求3所述的在线监测装置，其特征在于，所述光检测信号、所述光处理信号具有相同的所述单一波长，所述单一波长的范围为800nm-900nm。6.如权利要求2-5中任一项所述的在线监测装置，其特征在于，所述偏振光转化器为光晶体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张定国，
申请(专利权)人：上海润京能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31