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长周期光纤光栅用于高温压力管道应变检测技术研究

张锋  
【摘要】:高温管道广泛应用于化工、电力等关系国家经济命脉,保证人们群众正常生活的行业。一旦高温管道爆管事故发生,不仅会造成巨大经济损失还会对人民群众的安全造成威胁,因此研究高温管道的应力分布,实时监控其应变状况可以及时对管道爆管作出预警,提醒企业及时更换管道,对保证安全运行有十分重要的意义。 本文在建立了高温管道应力应变数学模型的基础上,利用有限元法对高温管道工况运行下典型部位进行应力分布及应变状况的分析。分析结果表明管道在三通位置的等效应力水平明显高于直通位置,容易引起应变累积;在三通位置的主流管道的轴向应力水平明显大于其他方向,在传感元件的封装设计中应将轴向应变测量作为主要测量量。 在应力分析基础上,利用长周期光纤光栅的应变传感特性及耐温特性将其作为传感元件,来测试高温管道的应变状况,提出了应变探测系统的设计及传感元件的封装思路,分析了长周期光纤光栅测量高温管道应变的可行性。


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