[實(shí)用新型]光纖水下長(zhǎng)輸管道泄漏檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320021771.X
• 申請(qǐng)日: 2013-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN203115505U
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮秀仕;徐天宇;趙芳;陳琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海健馳物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司
• 主分類號(hào): F17D5/06
• 分類號(hào): F17D5/06
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 王建國

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及管道泄漏檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是涉及一種光纖水下長(zhǎng)輸管道泄漏檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的檢測(cè)地下管道漏水的方法是以聲一電轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)，這使得靈敏度、深度和距離都受到很大限制。

管道輸送具有保質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)、無污染、管理方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外已普遍采用長(zhǎng)輸管道輸送石油與天然氣。隨著海上油氣田的開發(fā)，對(duì)于水下長(zhǎng)輸管道的健康監(jiān)測(cè)受到了高度的關(guān)注，水下長(zhǎng)輸管道運(yùn)行的檢測(cè)技術(shù)也在不斷發(fā)展。

分布式光纖傳感是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，具有長(zhǎng)距離連續(xù)監(jiān)測(cè)、抗電磁干擾性好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠取代傳統(tǒng)的單點(diǎn)式傳感器陣列，用于長(zhǎng)輸管道檢測(cè)系統(tǒng)中。中國實(shí)用新型專利中請(qǐng)02145502.3基于分布式光纖傳感器的油氣管線泄漏智能在線監(jiān)測(cè)方法，采用光時(shí)域反射技術(shù)進(jìn)行油氣管線泄漏檢測(cè)，通過檢測(cè)光纖中產(chǎn)生的瑞利散射和菲涅爾反射信號(hào)來判斷光纖的故障點(diǎn)，此種采用后向散射技術(shù)得到的檢測(cè)信號(hào)能量一般都較弱，而且需要足夠長(zhǎng)時(shí)間的光信號(hào)才能獲得較高的信噪比，在對(duì)水下長(zhǎng)距離管線檢測(cè)時(shí)，由于水體對(duì)于聲、光等信號(hào)的吸收性強(qiáng)，使得光纖信號(hào)會(huì)發(fā)生極大地?fù)p耗，從}fu無法得到有效的檢測(cè)信號(hào)，因此，此種方法不適用于對(duì)水下長(zhǎng)輸管道的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

中國實(shí)用新型專利中請(qǐng)200610072879.6基于分布式光纖聲學(xué)傳感技術(shù)進(jìn)行管道泄漏檢測(cè)，采用改進(jìn)型直線式Sagnac干涉儀作為感測(cè)光纖架構(gòu)，利用管道泄漏時(shí)對(duì)感測(cè)光纖產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變，使光纖中的光波被調(diào)制，從而引起輸出干涉光的相位發(fā)生改變，進(jìn)而判斷有無泄漏發(fā)生并定位。此種檢測(cè)方法僅通過泄漏場(chǎng)對(duì)光纖信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，而無外加調(diào)制信號(hào)，使得在水下長(zhǎng)輸管道鋪設(shè)環(huán)境復(fù)雜，外界噪聲干擾多的情況下，不便于信號(hào)處理時(shí)從噪聲影響嚴(yán)重的信號(hào)中提取有效的檢測(cè)信號(hào)，屏蔽外界干擾，從}fu導(dǎo)致后級(jí)信號(hào)處理過程復(fù)雜，影響系統(tǒng)的定位精度。

綜上所述，為了避免上述情形，一種新的，靈活、實(shí)用的檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)明是勢(shì)在必行的。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是：為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為：本實(shí)用新型的目的在于克服了以上所述的缺陷，提供了一種基于相位生成載波解調(diào)的

光纖水下長(zhǎng)輸管道泄漏檢測(cè)裝置，本實(shí)用新型的基于Mach-Zehnde:和Sagnac混合干涉型分布式光纖感測(cè)架構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于在水下復(fù)雜情況下的長(zhǎng)輸管道上進(jìn)行布放，采用相位生成載波進(jìn)行信號(hào)解調(diào)，通過在有效信號(hào)頻帶外加入大幅度的高頻相位調(diào)制信號(hào)，使被測(cè)信號(hào)位于調(diào)制信號(hào)的邊帶，把外界的噪聲干擾轉(zhuǎn)化為對(duì)調(diào)制信號(hào)的影響，從}fu提高裝置的信噪比，目‘裝置的檢測(cè)靈敏度高、光信號(hào)損耗小、定位精度高、能夠?qū)崿F(xiàn)水下管道的長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案，

一種光纖水下長(zhǎng)輸管道泄漏檢測(cè)裝置，它包括:光纖感測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)和信號(hào)處理與分析系統(tǒng);其中，所述光纖感測(cè)系統(tǒng)包括:低同調(diào)長(zhǎng)度高功率光源、光環(huán)形器,第一偶合器、延遲光纖,相位調(diào)制器,第二偶合器,感測(cè)光纖和法拉第旋轉(zhuǎn)鏡;所述信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)包括:光電探測(cè)器,混頻模塊、低通濾波模塊、微分交叉相乘模塊、減法器、積分器和信號(hào)發(fā)生器;所述信號(hào)處理與分析系統(tǒng)包括由A/D采集,USB傳輸和計(jì)算機(jī)依次連接。

所述低同調(diào)長(zhǎng)度高功率光源通過第一單模光纖與光環(huán)行器的一個(gè)端口連接，光環(huán)行器同側(cè)的另一個(gè)端口通過第二單模光纖與光電探測(cè)器連接，光環(huán)行器異側(cè)的端口通過第二單模光纖與第一偶合器的一個(gè)端口連接，第一偶合器異側(cè)的兩個(gè)端口分別通過延遲光纖和相位調(diào)制器與第二偶合器一側(cè)的兩個(gè)端口連接，第二偶合器異側(cè)的一個(gè)端口通過感測(cè)光纖與法拉第旋轉(zhuǎn)鏡連接;混頻模塊分別與光電探測(cè)器和信號(hào)發(fā)生器相連，混頻模塊、低通濾波模塊、微分交叉相乘模塊、減法器和積分器依次相連，積分器與A/D采集相連，A/D采集、USB傳輸和計(jì)算機(jī)依次相連。所述的光纖感測(cè)系統(tǒng)中的低同調(diào)長(zhǎng)度高功率光源,第一單模光纖,第二單模光纖、光環(huán)形器,第二單模光纖,第一偶合器、延遲光纖,第二偶合器、法拉第旋轉(zhuǎn)鏡,相位調(diào)制器，信號(hào)解調(diào)系統(tǒng)，信號(hào)處理與分析系統(tǒng)中的A/D采集,USB傳輸都置于密閉容器中，并布放在水下;所述感測(cè)光纖布放在長(zhǎng)輸管道的火層中。

本實(shí)用新型的有益效果是：

采用直線型干涉型分布式光纖感測(cè)架構(gòu)，整個(gè)傳感部分由一根鋪設(shè)在管壁火層中的光纖構(gòu)成，可適應(yīng)水下復(fù)雜環(huán)境中長(zhǎng)輸管道的檢測(cè)。為了降低信號(hào)損耗，對(duì)光纖感測(cè)架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，減小光波信號(hào)在光纖傳輸過程中的損耗，將整個(gè)信號(hào)感測(cè)、解調(diào)、在水下模塊內(nèi)完成，減小檢測(cè)信號(hào)在處理過程中的傳輸損耗。