针对目前管道泄漏监测与安全预警技术的不足,提出了光纤布拉格光栅(FBG)振动传感的方法,搭建了管道振动信号实时监测系统,并在石油管道上进行了现场实验。通过对实验得到的时域信号进行初步分析,以及采用基于偏最小二乘判别分析法(PLSDA)的模式识别方法,可以对管道上的噪声、铁锹敲击、铁锤敲击、电钻钻孔信号进行有效区分,且信号识别正确率达到96%,得出FBG加速度振动传感器系统检测管道振动信号具有可行性的结论,为石油管道运输中存在的打孔盗油等破坏性行为的监测提供了可行方案,从而实现管道上振动信号的实时在线监测与科学管理。

光纤布拉格光栅(FBG)用于微弱振动检测时，当被测振动太微弱时系统输出传感信号的信噪比小于1，从时域采集的数据很难直接测得到信号的幅度和频率信息。提出一种信号处理方法，即将传感器在时域测量获得的连续数据分段后，对每段数据分别进行快速傅里叶变换获得其对应的功率谱信号，然后将频域信号做叠加平均得到新的数据。实验结果表明，采用这种频域叠加平均的方法处理后，FBG传感信号在频域内的信噪比提高了15.6 dB，明显提升了微弱信号的检测能力。初步实验表明: 该系统对FBG波长变化的检测灵敏度可提高到1.5 fm。该信号处理方法特别适合噪声环境恶劣、被测信号以一定频率持续存在的工程应用领域，对实际环境下微小振动的识别与检测具有较大的意义。