[發(fā)明專利]一種基于分布式光纖傳感的管道線路安全預(yù)警系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811210020.6
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN111063174B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 豐秦;余忠凱;劉書記;薛坤;曾凡學(xué);高米翔;周默
• 申請（專利權(quán)）人: 海隆石油集團(上海)信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G08B25/01
• 分類號: G08B25/01;G08B25/08;G08B21/10;G08B21/02;F17D5/00
• 代理公司: 北京智行陽光知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11738
• 代理人: 黃錦陽

本發(fā)明公開了一種基于分布式光纖傳感的管道線路安全預(yù)警系統(tǒng)，包括管理系統(tǒng)、監(jiān)測主機、傳感光纜和移動終端，監(jiān)測主機分別連接傳感光纜和管理系統(tǒng)，監(jiān)測主機用于采集并對變化量進行分析處理轉(zhuǎn)換為電信號，管理系統(tǒng)還連接移動終端，管理系統(tǒng)用于接收電信號并根據(jù)電信號判斷發(fā)生安全狀況時，向移動終端發(fā)出預(yù)警信號。本發(fā)明通過設(shè)計分布式光纖傳感技術(shù)實現(xiàn)管道線路安全預(yù)警系統(tǒng)，能夠在管道設(shè)施未造成實質(zhì)性的破壞之前發(fā)出預(yù)警，可以實現(xiàn)實時監(jiān)測，改變了傳統(tǒng)的人工巡檢效率低和不連續(xù)的模式，管理系統(tǒng)能夠?qū)Φ谌绞录M行報警和精確定位，可通過短信、手機APP、智能終端等方式通知趕赴現(xiàn)場重點監(jiān)護或采取應(yīng)急措施，具有很高的市場應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及，尤其涉及的是，一種基于分布式光纖傳感的管道線路安全預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光纜安全和油氣管道安全是關(guān)系到生產(chǎn)經(jīng)濟的重要設(shè)施，任何泄露事故都會帶來巨大經(jīng)濟損失、環(huán)境污染甚至威脅到人身財產(chǎn)安全。管道沿線的挖溝、建房、修路、自然災(zāi)害、偷油偷氣、蓄意破壞等威脅管道安全的第三方事件時有發(fā)生。例如，輸油輸氣管道泄漏可能會造成管道爆炸、爆燃、油污染等嚴重安全事故；在管道線路附近進行定向鉆施工也有可能對運行中的油氣管道或光纜造成嚴重破壞；尤其是對于往往采用高壓傳輸?shù)挠蜌夤艿溃坏┍黄胀ㄣ@孔則可能原油外噴遠達45米，萬一噴射到人體則極可能出現(xiàn)生命危險。因此，如何做好管道防護是輸油輸氣管道運行運維的一大難題。

傳統(tǒng)的管道保護方法通常基于管道運行參數(shù)，比如流量、壓力等運行參數(shù)，屬于事后檢測，而在管道被破壞之前的保護措施主要還是依靠人工巡檢和群眾舉報，且存在人工巡檢無法實現(xiàn)7*24小時連續(xù)巡檢，而且存在盲點，泄露告警偏差大。

瑞利散射是一種光學(xué)現(xiàn)象，屬于散射的一種情況。又稱“分子散射”。粒子尺度遠小于入射光波長時(小于波長的十分之一)，其各方向上的散射光強度是不一樣的，該強度與入射光的波長四次方成反比，這種現(xiàn)象稱為瑞利散射。相干瑞利散射又稱為相位敏感光時域反射技術(shù)，該技術(shù)將分布式光纖傳感技術(shù)和干涉型光纖傳感技術(shù)的優(yōu)勢相結(jié)合，既實現(xiàn)了全范圍的檢測又具有較高的靈敏度。

公開號為CN104198030A的中國專利提供了一種基于相干瑞利散射的多路振動檢測方法及其檢測系統(tǒng)，基于相干瑞利散射的多路振動檢測方法，包括如下步驟：1)光源模塊發(fā)出的脈沖光經(jīng)1×N耦合器分為N路脈沖光；2)各路脈沖光經(jīng)延遲器和環(huán)形器后產(chǎn)生后向瑞利散射光信號；第i路脈沖光經(jīng)過環(huán)形器和/或延遲器后在長度為L_i的傳感光纖i中的傳輸時間為t_i；第i+1路脈沖光經(jīng)過延遲器i和環(huán)形器之后進入傳感光纖i+1，所述延遲器i的延遲時間Δt_i與第i路脈沖光在傳感光纖i中的傳輸時間為t_i相等，即t_i＝Δt_i；且各路脈沖光在傳感光纖中的傳輸時間與脈沖光的脈沖周期T滿足：t₁+t₂+…+t_N＝T，其中，n為傳感光纖纖芯折射率，L_i為傳感光纖i的長度，c為真空中光速，T為脈沖光的脈沖周期，i＝1,2,3，…N；3)傳感光纖中的后向瑞利散射光信號經(jīng)過1×N光開關(guān)后進入檢測模塊，檢測模塊的采集卡進行數(shù)據(jù)采集，檢測模塊的數(shù)據(jù)處理部分對數(shù)據(jù)進行處理，通過延遲器和1×N光開關(guān)控制各條傳感光纖的振動檢測，實現(xiàn)傳感光纖的分時檢測；所述1×N光開關(guān)的第i-1通道和第i通道之間的轉(zhuǎn)換時間St_i與第i路脈沖光在傳感光纖i中的傳輸時間t_i相等，即St_i＝t_i＝Δt_i；4)當有振動信號作用在傳感光纖上時，傳感光纖中的后向瑞利散射光信號發(fā)生較大的擾動，對該擾動捕捉和定位從而實現(xiàn)振動信號的檢測；5)不同的振動事件作用在傳感光纖上時造成的擾動信號會有不同，通過對不同信號進行模式識別從而實現(xiàn)振動信號的自動識別。