光纤光栅传感技术对于海上石油钻井平台进行结构健康监测的应用

Iris | www.ofscn.com Last Updated: 13 April 2023

海上石油钻井平台是复杂的结构，要承受恶劣的海洋环境和极端的载荷条件。结构健康监测 (SHM) 对于确保这些结构的安全性和可靠性至关重要。光纤光栅传感技术已成为海洋工业 SHM 的强大工具。本文将探讨光纤光栅传感技术，以及北京大成永盛科技有限公司如何助力海洋工业中的海上石油钻井平台结构健康监测。

光纤布拉格光栅传感原理：

光纤布拉格光栅 (FBG) 传感器基于光学干涉原理。它们由一段光纤组成，其中刻有可以使光发生周期性折射率调制的光纤光栅（FBG）。折射率调制的周期性决定了当用宽带光照射光纤时反射回来的光的波长。反射波长是光纤经受的应变或温度的函数。通过测量反射波长，可以确定应变或温度。北京大成永盛科技有限公司的光纤光栅传感器就是基于这个原理。

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光纤光栅传感技术原理-FBG温度应变应力形状角度振动补偿原理-基本工作原理详解

海洋行业海洋石油钻井平台结构健康监测需求分析：

海上石油钻井平台是复杂的结构，要承受恶劣的海洋环境和极端的载荷条件。这些结构的失效会导致重大的经济和环境后果。因此，近年来海上石油钻井平台对 SHM 的需求不断增加。SHM 可以提供潜在结构问题的早期预警，允许及时干预以防止故障并最大限度地减少停机时间。北京大成永盛科技有限公司生产专业的应变光纤光栅传感器。

北诺®大量程光纤光栅应变传感器（FBG应变计）实物图——单端型长度1米

为什么要在海洋石油钻井平台上进行结构健康监测：

结构健康监测对于确保海上石油钻井平台的安全性和可靠性至关重要。这些结构经受恶劣的海洋环境和极端载荷条件，可能导致疲劳、腐蚀和其它类型的损坏。及早发现结构问题可以防止灾难性故障、最大限度地减少停机时间并降低维修成本。SHM 还可以提高海上石油钻井作业的效率和生产率。北京大成永盛科技有限公司生产的光纤光栅应变传感器，能够实现灵敏的应变监测，并适用于各种恶劣环境。

1500με光纤光栅应变传感器 - 布拉格FBG应变计 - 全金属封装 - 耐高温低温应变传感器

该产品为无缝钢管封装的光纤光栅应变传感器（FBG应变计，用于应变测量），标准量程1500με。多数情况下为单点单端结构，或生产为多点单端结构，少数情况下也可以是双端式结构。该产品的布放方式取决于配套卡具，可直接插入被测物使用，也可以配合相应卡具做表面焊接安装、打孔螺栓固定安装、胶粘表贴安装、扎带绑扎固定安装、卡箍固定安装等多种安装固定方法。该产品为基础结构产品，可标定为光纤光栅位移传感器，或计算为光纤光栅应力传感器。

产品概述：

北诺®毛细®1500με光纤光栅应变传感器（FBG应变计）由光纤接头（FC、SC、LC、ST等）、不锈钢无缝钢管和单点/多点光纤光栅（FBG）封装组成。

该产品具有体积小、重量轻、高抗拉、高抗压、防水防潮、全密封等特点。利用布拉格光栅（FBG）的应变特性，可将本传感器探入、卡入、表贴、胶粘或埋入到被测结构体内进行应变的检测和监测。

还可以定制为耐高温光纤光栅应变传感器。

6000με光纤光栅应变传感器 - 布拉格FBG应变计 - 高分子材料封装 - 金属保护应变传感器 - 量程6000με/8000με

该产品为高分子材料+无缝钢管封装的光纤光栅应变传感器（FBG应变计，用于应变测量），标准量程6000με。多数情况下为单点单端结构，或生产为多点单端结构，少数情况下也可以是双端式结构。该产品的布放方式取决于配套卡具，可直接插入被测物使用，也可以配合相应卡具做表面焊接安装、打孔螺栓固定安装、胶粘表贴安装、扎带绑扎固定安装、卡箍固定安装等多种安装固定方法。该产品为基础结构产品，可标定为光纤光栅位移传感器，或计算为光纤光栅应力传感器。

产品概述：

北诺®6000με光纤光栅应变传感器（FBG应变计）由光纤接头（FC、SC、LC、ST等）、高弹材料和单点光纤光栅（FBG）封装组成。根据所用材料不同，可工作在常温或最高150度高温（按需定制）。

该产品具有体积小、重量轻、高抗拉、高抗压、防水防潮、全密封等特点。利用布拉格光栅（FBG）的应变特性，可将本传感器插入、焊接、表贴、胶粘到被测结构体内部或表面进行应变的检测和监测。

海洋行业海洋石油钻井平台结构健康监测难点：

海洋工业中海上石油钻井平台的 SHM 提出了多项挑战。这些结构位于偏远和恶劣的环境中，这使得维护和维修变得困难且昂贵。这些结构还受到各种载荷条件的影响，这可能会导致复杂且不可预测的损坏模式。最后，海上石油钻井平台的结构通常庞大而复杂，这使得 SHM 系统的安装和集成具有挑战性。北京大成永盛科技有限公司生产的光纤光栅应变传感器，能够实现灵敏的应变监测，并适用于各种恶劣环境。

北诺®毛细®无缝钢管单端光纤光栅应变传感器（FBG应变计）实物图

光纤光栅传感技术可以解决哪些问题：

光纤光栅传感技术可以帮助解决海上石油钻井平台结构健康监测中出现的几个问题。首先，光纤光栅传感器可以安装在整个平台结构的多个点，以实时监测应变、温度、振动等各种参数。这可以帮助检测这些参数中的任何微小偏差或变化，这些偏差或变化可以在它们变成重大问题之前指示潜在的损坏或故障。

其次，光纤光栅传感器灵敏度高、精度高，非常适合监测结构的细微变化。它们甚至可以检测到其它传统监测方法可能遗漏的微小变形或裂缝。这种早期检测有助于防止灾难性故障并延长平台的使用寿命。

再次，光纤光栅传感器不受电磁干扰，可以在海洋工业等恶劣环境中工作。这使它们高度可靠，适合长期监测应用。

最后，光纤光栅传感器还可以提供连续数据，可用于海上石油钻井平台的预测性维护。通过分析收集到的数据，维护人员可以在最佳时间安排维护活动，减少停机时间和与计划外维护相关的成本。

北京大成永盛科技有限公司是光纤光栅传感器的专业制造商，能为客户提供最适合的产品及解决方案。

北京大成永盛科技有限公司：

北京大成永盛科技有限公司是光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、系统软件的专业制造商。专业生产各种光纤光栅传感器，包括温度、应变、应力、位移、振动、形状传感器等。大成永盛还生产光纤光栅解调仪，并可定制和开发相关应用软件。

大成永盛在光纤光栅传感技术领域的专业知识和经验，使我们成为海洋行业中需要结构健康监测解决方案的公司的可靠合作伙伴。

北京大成永盛科技有限公司助力海洋行业中的海洋石油钻井平台结构健康监测：

北京大成永盛科技有限公司提供高品质的光纤光栅传感器和光纤光栅解调仪，能够准确、可靠地监测应变、温度、振动等各种参数，帮助解决一些海上石油钻井平台结构健康监测问题。大成永盛还可以定制和开发相关应用软件，从而提供实时数据分析和预测性维护计划。

大成永盛的产品专为在恶劣的海洋环境中运行而设计，是海上石油钻井平台的理想选择。我们的专业团队经验丰富，能够在设计和实施针对平台特定要求的监控解决方案方面，提供技术支持和协助。

大成永盛光纤光栅传感监测系统框图

其它与综述：

总之，海上石油钻井平台的结构健康监测对于确保这些结构的安全和寿命至关重要。光纤光栅传感技术是该应用的理想解决方案，可对各种参数进行准确、可靠和连续的监测。北京大成永盛科技有限公司，是一家领先的光纤光栅传感器、光纤光栅解调仪、系统软件的专业制造商，可帮助解决海上石油钻井平台的一些结构健康监测问题。凭借大成永盛的专业知识和经验，可提供针对平台特定要求的定制解决方案。

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