[發明專利]基于光纖光柵的套管式地下管道泄漏預警系統及其方法

有效

• 申請號: 201410158614.2
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103912792A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 解思亮;趙華澤;趙洪波
• 申請（專利權）人: 青島厚科化學有限公司
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生;趙永偉

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技術領域

本發明涉及一種地下管道泄漏預警系統，特別是涉及一種基于光纖光柵的套管式地下管道泄漏預警系統，用于對地下管道泄漏情況實現精確自動預警，并且便于更換及維護整個系統。

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背景技術

隨著社會經濟和人民生活水平的提高，各種建筑物群越來越多，與其配套的水、電、暖、燃氣等管道、電線電纜以及通信光纜等地下管道在地下四處延伸。為防止再建設或埋設其他設施挖掘地溝時挖斷地下的管、線等埋設物，本申請人于2004?年11?月25?日申請了授權公告號為CN2745074Y的實用新型專利“地下管道標識帶”，當挖掘機向下挖掘時，首先挖到的會是標識帶，發現后會根據標識帶上標注的地下管道的相關信息小心處理，因此地下管道會受到保護，不會因挖壞地下管道造成經濟損失，保證了人們生產、生活的正常進行。

然而，這種標識帶只能在即將挖到地下管道時顯示此處具有地下管道，無法對埋設物的具體信息如埋設時間、深度、管線交叉的具體形狀或地下管道的類型用途等進行識別和定位，不能實現透明、“可視”地智能管理。為解決此問題，本申請人于2012年4月18日申請了授權公告號CN201892750U的實用新型專利“地下埋設物標識裝置及標識系統”，包括鋪設于地下管道上部與地表之間的標識帶和芯片，芯片中儲存規范具有互通性的各種數據，如埋設溝的信息；地下管道自身的信息；地下管道的埋設時間、埋設深度、管線間的距離及位置、具體交叉情況等，并通過監測裝置實現對地下管道的識別，用計算機網絡展現信息交換和共享，以達到對地下管道的透明管理。但是在應用過程中發現該技術還存在以下不足：

地下管道由于產品質量、鋪設技術、自然破損以及人為因素所造成的漏水、漏氣、漏油、漏電情況，每天都在不同程度的發生，該裝置不能在埋設管道初級冒漏時期進行自動預警。

現有各種埋設管道因各種原因導致的泄漏和爆管均可以通過埋設于管道下方或附加于管道外的各種電傳感器監測發現。例如，監測埋設于地下的管道的泄漏可以通過管道兩端的壓力傳感器監測管道兩端的壓力差發現中間是否有泄漏發生。由于成本的原因，兩個傳感設備之間通常具有一定的距離，所以這種方式無法給出精確的泄漏位置。另外一種方案是通過外加于管道外的電傳感器來實現泄漏監測。這些使用電傳感器的方案都需要解決為埋設于地下的電傳感器供電的問題，目前，只能通過電池實現，維護非常不方便。不僅如此，由于油氣管道等地下管道屬于易燃易爆類設備，電學傳感器在油氣管道等地下管道的應用存在防爆等安全因素，并且存在著易受電磁信號干擾、信號不能遠傳、系統可靠度低等問題。

埋地管道泄漏會導致泄漏點周圍的溫度和它本身原來的溫度以及管道沿線其它地方的溫度的變化，因而可以通過在埋地管道的下方布設傳感光纜，利用光纜對溫度的敏感來監測泄漏。使用光纜作為傳感器的方案雖然沒有電傳感器的供電導致的維護困難的問題，但這種方案只能監測管道是否有泄漏的問題，而不能監測管道本身的變化如應力變化等因素導致管道自身的質量發生的變化，從而防患于未然。

光纖光柵是一種新型的無源傳感器件，不受電磁干擾，可以用來檢測應變、應力、溫度、振動等參量，具有體積小、質量輕、防火防爆、可實現準分布式測量和電絕緣等優點；另一方面，光纖光柵還有一個明顯優于其它光纖傳感器的地方，就是光纖光柵傳感器的傳感信號為波長調制，測量信號不受光源起伏、光纖彎曲損耗、連接損耗、能方便地使用波分復用技術口，因此光纖光柵傳感器非常適用于石油化工等領域。