Волоконно-оптическая измерительная система обнаружения и контроля утечек газовых и жидких сред

Диссертация посвящена проблеме создания и применения волоконно-оптических измерительных систем для обнаружения и контроля утечек различных сред. Актуальность задачи обусловлена тем, что создание новых агрегатов, использующих новые материалы, работающие при повышенных температурах и давлении, требует более эффективных методов фиксации факта утечки рабочей жидкости, а также в создании методов предупреждения данных событий, особенно для авиационной и атомной техники. Подтверждена теоретическая и практическая возможность определять утечку горячего газа из трубопровода с помощью квази-распределенных и распределенных датчиков. Реализована комплексная мультифизичная модель утечки жидкости и газа из высокотемпературных трубопроводов высокого давления с теплоизоляцией, позволяющая определить схему размещения оптического волокна на поверхности трубопровода. Разработана схема укладки волоконно-оптического кабеля вдоль трубопровода для детектирования утечки жидкости и газа из высокотемпературного трубопровода высокого давления с теплоизоляцией для детектирования утечки из дефекта диаметром более 1 мм (площадь 3,2 мм2) при давлении 10 атм и разницей температур между теплоносителем и окружающей средой более 40 °С. Разработан алгоритм обнаружения утечки из высокотемпературного трубопровода для детектирования дефекта площадью более 3,2 мм2. В ранее представленных работах информация отсутствует. Предложена и реализована оригинальная автоматизированная система обнаружения утечки на базе распределенного датчика температуры для детектирования утечки жидкости и газа из трубопровода с температурой до 500°С и временем обнаружения утечки не превышающим 5 секунд. Проведена апробация модели и алгоритма обнаружения утечки на стенде полунатурного моделирования на отрезке трубопровода длинной 5 метров с рабочим давлением 10 атм, показавшая возможность детектирования предкритического состояния трубопровода за несколько секунд до момента выхода рабочей среды из трубопровода.