ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР ДЛЯ КОНТРОЛЯ УТЕЧЕК В ТРУБОПРОВОДАХ НА ОСНОВЕ ДВУХ КОМБИНИРОВАННЫХ АДРЕСНЫХ ВОЛОКОННЫХ БРЭГГОВСКИХ СТРУКТУРС ВОЛНОВОЙ И ФАЗО-ВОЛНОВОЙ КОМПОНЕНТАМИ. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ

Аннотация

Обнаружение утечек в трубопроводах (ТП) по-прежнему остается важной проблемой, особенно для развития интеллектуальной энергетики. Различные методы неразрушающего контроля для обнаружения утечек ТП, активно развиваются с конца прошлого века. Тем не менее, потребности в исследованиях и технологические проблемы все еще остаются, особенно на стадии их внедрения в практику тепловых и атомных электростанций. Большой интерес был проявлен исследователями к вибрационному методу обнаружения утечек. Сигнал собственной частоты колебаний трубы контролируется с помощью акселерометра, параметры которого меняются при появлении утечек. В последнее время такие акселерометры строятся на основе волоконно-оптических технологий с использованием одной или нескольких волоконных брэгговских решеток (ВБР) с хорошо известными преимуществами и недостатками. Последние связаны в основном с необходимостью применения дорогостоящего оптического спектрального устройства для их опроса – интеррогатора. Наметившийся путь к устранению этого недостатка – переход к бюджетным радиофотонным интеррогаторам, работающим в области радиочастот, и адаптированных к ним чувствительным элементам - адресным волоконным брэгговским структурам (АВБС). В простейшем случае АВБС это две ВБР, разнесенные спектрально на уникальную и неизменяющуюся при любых условиях частоту, также лежащую в диапазоне радиочастот. В статье последовательно рассмотрены вопросы синтеза функциональной оптико-электронной схемы радиофотонного акселерометра, на основе двух комбинированных АВБС с волновой и фазоволновой компонентами, работающими на отражение, математическая модель процесса юстировки акселерометра в области его рабочей точки, а также математическая модель процесса измерения вибраций с помощью их частотной локализации по известной шкале оптического фильтра с наклонной линейной характеристикой через разность компонент двух  АВБС, причем взаимное положение компонент внутри АВБС заранее известно.