Optomechaniczny przetwornik do pomiaru stopnia wysunięcia kompensatorów liniowych na gazociągach przesyłowych

• Autorzy: Kostowski Wojciech , Maciak Erwin , Adamecki Daniel , Głuszek Grzegorz , Barczak Kamil , Opilski Zbigniew , Rolf Radosław , Pietruszewski Janusz , Grzegorzek Wojciech , Szufleński Paweł

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2022.12.2

Warianty tytułu

EN

An optomechanical transducer for measuring the displacement of pipeline expansion joints in gas transmission networks

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono opracowane rozwiązanie pozwalające na pomiar stopnia wydłużenia kompensatora rurociągu. Opracowany przetwornik działa w oparciu o technologię światłowodową, wykorzystując światłowodowe sensory z siatką Bragga (FBG), zapewniając wysoką jakość pomiaru z dokładnością nie mniejszą niż 0,93%, która została potwierdzona w trakcie przeprowadzonych testów. Przetwornik oprócz części optycznej zawiera układ mechaniczny oraz system hermetyzacji i osłony względem środowiska gruntowo-wodnego. Zastosowanie światłowodowej technologii sensorowej daje możliwość prostej multiplikacji punktów pomiarowych i odczytu zdalnego dla nawet kilkudziesięciu kompensatorów.

EN

The paper presents a dedicated solution for measuring the displacement of pipeline expansion joints. The elaborated transducer is based on fiberoptic Bragg grating sensors, providing high quality of measurments with an experimentally demonstrated accuracy no worse than 0.93%. Beyond the optical part, the transducer is also equipped with a mechanical system and an ingress protection system against the soil and water environment. The application of a fiberglass-based sensor technology enables the operator to easily multiply the measurement points and to carry out remote reading of even several dozen expansion joints at once.

Słowa kluczowe

PL

sieci przesyłowe; kompensatory; światłowody; czujnik FBG; monitoring

EN

transmission networks; pipeline expansion joints; optical fiber; fiber Bragg grating; monitoring

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 12
• Strony: 7--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Kostowski Wojciech

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Katedra Techniki Cieplnej

autor

Maciak Erwin

• Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny, Katedra Optoelektroniki

autor

Adamecki Daniel

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa, Inżynierii Bezpieczeństwa i Automatyki Przemysłowej, Katedra Mechanizacji i Robotyzacji Górnictwa

autor

Głuszek Grzegorz

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa, Inżynierii Bezpieczeństwa i Automatyki Przemysłowej, Katedra Mechanizacji i Robotyzacji Górnictwa

autor

Barczak Kamil

• Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny, Katedra Optoelektroniki

autor

Opilski Zbigniew

• Politechnika Śląska, Wydział Elektryczny, Katedra Optoelektroniki

autor

Rolf Radosław

• Operator Gazociągów Przesyłowych GAZ-SYSTEM S.A.

autor

Pietruszewski Janusz

• Operator Gazociągów Przesyłowych GAZ-SYSTEM S.A.

autor

Grzegorzek Wojciech

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa, Inżynierii Bezpieczeństwa i Automatyki Przemysłowej, Katedra Mechanizacji i Robotyzacji Górnictwa

autor

Szufleński Paweł

• Operator Gazociągów Przesyłowych GAZ-SYSTEM S.A.

Bibliografia

• [1] Alias, M. A., Ismail, M. F., Sa'ad, M. S. M., (...), Reduan, S. A., Ahmad, H., A. High. 2022. ”Precision Extensometer System for Ground Displacement Measurement Using Fiber Bragg Grating” IEEE Sensors Journal, 22(9): 8509-8521.
• [2] Barczyński A. 2013 (red.) Vademecum Gazownika t. 2. Gaz ziemny: Infrastruktura przesyłowa i dystrybucyjna gazu ziemnego. SITPNiG, Kraków.
• [3] Campanella, C. E., Cuccovillo, A., Campanella, C., Yurt, A., Passaro, V. M. N., Fibre Bragg 2018. Grating based strain sensors: Review of technology and applications, Sensors (Switzerland), 18(9), 3115.
• [4] Huang, A.-B., Wang, C.-C., Lee, J.-T., Ho, Y.-T. 2016. ”Applications of FBG-based sensors to ground stability monitoring” Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 8(4): 513-520.
• [5] Kompensacja wydłużeń gazociągów ułożonych na terenach górniczych - Wymagania i badania BN-73/8976-59.
• [6] Lu, Z., Hong, C., Zhang, Y., Su, D., Fu, Y. 2019. ”Development of an FBG Sensor for Measuring Large Range and Multi-Directional Settlement” IEEE Access, 7, 8786120: 107669-107677.
• [7] Magisano, D., Mastroianni, M., Leonetti, L., (...), Colloca, R., Muraca, E., A Finite. 2022. ”Element Model for Monitoring the Displacement of Pipelines in Landslide Regions by Discrete FBG Strain Sensors” Applied Sciences (Switzerland), 12(15), 7510.
• [8] Urząd Patentowy Rzeczpospolitej Polskiej, Przetwornik pomiarowy do pomiaru przemieszczenia liniowego, układ do pomiaru przemieszczenia liniowego, zwłaszcza kompensatora rurociągu oraz sposób pomiaru przemieszczenia liniowego, zwłaszcza kompensatora rurociągu, Zgłoszenie patentowe P.441589.
• [9] Zhu, H.-H., Shi, B., Zhang, C.-C. 2017. ”FBG-based monitoring of geohazards: Current status and trends” Sensors (Switzerland), 17(3), 452.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).