光纤通信在改进应力应变系统通信质量中的应用
发布时间：2020-10-13
摘要：近年来，伴随着我国经济建设的高速发展，各行各业的发展都在不同程度的提高，然而，应力应变监测系统自建成以来，与系统平台上的服务器通信频繁中断，无法实时监测管道的应力应变信息。基于此，4G信号强度差，该系统终端与服务器的通信方式为4G通信。随后将其通信方式由4G通信调整为光纤通信，最终很好地解决了这一问题。
关键词：光纤通信;改进应力应变系统;通信质量;应用
引言
光纤通信技术是以光纤为媒介的一项通信传输技术，具有稳定性高、传输效率高等显著优势，相比传统通信而言，其通信质量得到了大幅度的提高。而光纤通信的实现，建立在光纤通信工程高质量建设的基础上。因此，光纤通信改进应力应变系统通信工程光缆线路施工中，相关施工人员要科学合理运用光缆线路施工技术，并在实践中明确光缆线路施工技术要点，确保改进应力应变系统通信光缆线路施工质量，从而保证光纤数据传输的稳定性、高效性和安全性，进而有效提高光纤通信质量。鉴于此，本文通过对应力应变系统及其通信方式介绍，进一步深入分析光纤通信在改进应力应变系统通信质量中的应用。
1应力应变系统及其通信方式介绍
应变监测系统的应用通过有限元分析管土相互作用和地面运动模型通过特定的网站可以形成监测数据，随时监测生成管道应变是否超过管道应变能力，防止地质灾害对管道造成破坏。本项目管道应力应变监测系统通过布设在管道监测点的光纤光栅传感器，实现对管道应变、温度和位移进行监测，进而实现对管道变形的监测和预警，作为评价管道的安全状态的现实依据。管道结构构件的应力应变信息是反映其结构是否处于安全状态最直接的评价和判断指标，因此采用光纤光栅应变传感器对管道结构关键部位进行应力应变监测以评价结构安全状态。同时当管道发生不均匀沉降时，布设的光纤光栅应变传感器也能监测到管道的内力变化，从而判断不均匀沉降对管道结构安全状态的影响。由于管道内部流通天然气，温度变化对管道的影响是十分重要的参考指标，同时管道温度数据也能为管道结构的数值仿真计算模拟提供更加全面的基础数据支持。因此在管道结构关键位置处布设光纤光栅温度传感器以监测管道结构温度变化情况。
在自然环境各种因素的作用下，在野外布设的管道结构往往会出现局部悬跨，从而引起管道结构的不均匀受力造成不均匀变形，同时在土体地壳运动和外力的影响下管道结构的不均匀变形成为一个不可忽略的安全问题，因此需要对管道结构进行不均匀变形监测。整个监测系统采用光纤光栅监测技术对管道结构进行应变、温度和位移监测;光纤光栅传感器数据通过光纤光栅解调仪和相应的采集软件进行采集传输及存储，数据通信以现场观测阀室为输入节点，以无线4G通信模块为输出节点，系统平台作为各节点数据汇聚和处理的中心。如图1所示，各传感器的信号通过光纤传输到光纤光栅解调仪后，对光纤信号进行解析和处理，转换成数字信号后上传给数据采集主机，对数据进一步运算和处理，转换成实际的工程量，一方面将处理后的数据存储到本地硬盘，另一方面将这些数据通过4G无线信号发射器传送至应力应变系统平台，在系统平台上进行存储和分析。
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2管道应变监测系统
光纤通信管道应变监测系统由数据采集系统完成监测基础数据的自动读取和远程传送。数据自动处理子系统完成管道力学指标变化生成，最后通过信息发布子系统对生成的管道力学指标变化进行可视化表达，让管道管理者实时掌握管道力学变化。光纤通信对管道作用应力关键表现在轴向上，对管道轴向应力的测量就能较好地判断管道的可接受应力状态。因此光纤光栅应变传感器仅测量管道轴向的应变，基于钢材弹性理论，若已知管道横截面半径r，和通过传感器测量到的三个相隔90°圆弧位置A，B，C处的单轴纵向应变，可以计算出圆周任一点的纵向应变。
3光纤通信在改进应力应变系统通信质量中的应用
3.1精确标明线路
在改进应力应变系统通信施工之前，施工人员要事前做好光缆线路标注工作，确保后续施工中，相关操作人员可以快速辨识和准确选择光缆线路，以此规避返工问题，为优化光缆施工和保障光缆施工质量奠定良好的基础。与此同时，为了最大限度提高光缆线路施工质量和经济效益，设计人员在设计光缆敷设线路时，要综合考虑光缆施工需求，并通过现场勘察方式选择出最佳线路敷设方案，同时要科学处理光缆线路敷设全过程的标志。在光缆敷设过程中，施工人员要严格按照要求做好各类标识工作，如下设管道标识、光缆直埋标识等，并保证各标识的准确性，为后续维护提供依据。同时，改进应力应变系统通信全过程的标识要十分醒目，才能保证光缆线路的安全性。原因在于光缆线路标识不醒目，将有较大概率被人为拆卸或者损坏线路，不利于保障光缆线路的安全性。另外，光缆线路标识过于明显，虽能够发挥出比较醒目的安全提醒，但是这类标识容易被人为损坏或者拆卸，使得标识的安全警示作用难以发挥出来。因此，在光缆线路全过程标志工作中，施工人员要始终坚持专人专线的施工原则，确保改进应力应变系统通信全程明晰，并做好线路的定期检查工作，及时填补模糊或者损坏的标志。
3.2做好施工的沟通工作
严格遵守通信协议和技术要求，在整个改进应力应变系统通信光缆铺设工作过程中，在各种部门中都应建立良好的联络方式，以便做好互动而又统一的沟通方式。监督业务计划和加强合同关系，避免合作伙伴不按时进行项目计划的实施。在开始设计光缆线路之前，项目的施工单位就应该与分包商签订了施工合同，仔细阅读了解合同或协议的站点建设条件和建设要求。要进行明确规定，光缆的铺设必须严格按照合同的规定和布线设计方案进行，设计方案的调整要考虑到实际情况的局限性。
3.3加强安全防护
在改进应力应变系统通信光缆架设工作中，施工人员要做好光缆外层安全防护工作，规避光缆长期接触粗糙表面或者光缆剐蹭问题，使得光缆表层防水功能遭到破坏，从而引发电腐蚀问题，最终影响光纤信号传输质量和效率。在地面施工中，施工人员要在接头盒装配或者连接点连接作业完成之后，将连接盒架设在高处，目的在于规避其发生误碰或者受损问题，以此保证光缆接头施工质量。在光缆架设过程中，施工人员要充分考虑施工中的各项潜在影响因素。因此，为了减少外在干扰因素，改进应力应变系统通信线路设计时，要尽可能规避穿越经济园林或者人群密集处。在条件一致的情况下，工程施工人员可选择人行道或者慢车道的地下作为光缆线路敷设点，并严控光缆管道和其他管道之间的安全距离，避免光缆管道施工中破坏其他系统的管道，以此保证人们的正常生活不被影响。除此之外，在改进应力应变系统通信光缆线路敷设过程中，工程施工人员要尽可能规避超高建筑物、大型工业区等区域，若改进应力应变系统通信光缆线路敷设路段已经存在高压输电线路，施工人员要确保光缆线路和高压输电线路之间保持足够的安全距离，往往控制在2m以上的安全距离。总之，改进应力应变系统通信光缆线路施工中，加强安全防护至关重要，要求施工人员结合不同环节的施工需求，落实好各项安全措施。
结语
通过以上改造，在充分利用现有富裕光纤资源的同时，保证了应力应变监测系统信号传输的稳定，保障了系统平台对各个关键节点应力应变系统的实时监测，为管道的平稳安全运行提供了科学依据。——论文作者：邹其开
