[實用新型]基于分布式光纖傳感技術的燃氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821278393.2
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN208846098U
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 王源江;菅云峰;王鐵剛;白潔;禇巖;連碩
• 申請（專利權）人: 平湖波匯通信科技有限公司;上海波匯科技股份有限公司
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06;F17D5/00;G01M3/24
• 代理公司: 上海智力專利商標事務所(普通合伙) 31105
• 代理人: 周濤

本實用新型公開了一種基于分布式光纖傳感技術的燃氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)服務器；若干下位探測系統(tǒng)，所述下位探測系統(tǒng)包括固定在燃氣管道上的傳感光纖、與所述傳感光纖連接的探測單元、與所述探測單元通訊連接的處理單元，所述處理單元與所述數(shù)據(jù)服務器通訊連接；其中，所述探測單元包括用來向所述傳感光纖發(fā)射光脈沖的發(fā)射模塊，接收所述傳感光纖中的后向散射的接收模塊，與所述發(fā)射模塊、接收模塊連接的計時模塊，與所述發(fā)射模塊、接收模塊連接的相位差測取模塊，與所述相位差測取模塊連接的光電信號轉換模塊，所述光電信號轉換模塊、計時模塊與所述處理單元通訊連接。本實用新型監(jiān)測管道整體的振動狀態(tài)，分析管道泄漏狀況并報警。

技術領域

本實用新型屬于管道泄漏監(jiān)測領域，具體涉及一種基于分布式光纖傳感技術的燃氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術

燃氣管道泄漏不僅會對燃氣公司造成巨大的經(jīng)濟損失，誘發(fā)火災污染環(huán)境，還會影響燃氣用戶的使用，甚者危及管道周邊居民的人身安全。現(xiàn)存的管道泄漏檢測方法有：分段式壓法、磁力探傷法、負壓力法等，需要花費大量人力和時間去檢測，實時性差，效率相對較低。

長距離監(jiān)測管道需要消耗大量人力物力成本，并且仍然存在工作失誤導致監(jiān)測不夠完善造成事故的可能性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型提供一種基于分布式光纖傳感技術的燃氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，本實用新型能夠監(jiān)測管道整體的振動狀態(tài)，分析管道泄漏狀況并報警。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種基于分布式光纖傳感技術的燃氣泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)服務器；

若干下位探測系統(tǒng)，所述下位探測系統(tǒng)包括固定在燃氣管道上的傳感光纖、與所述傳感光纖連接的探測單元、與所述探測單元通訊連接的處理單元，所述處理單元與所述數(shù)據(jù)服務器通訊連接；

其中，

所述探測單元包括用來向所述傳感光纖發(fā)射光脈沖的發(fā)射模塊，接收所述傳感光纖中的后向散射的接收模塊，與所述發(fā)射模塊、接收模塊連接的計時模塊，與所述發(fā)射模塊、接收模塊連接的相位差測取模塊，與所述相位差測取模塊連接的光電信號轉換模塊，所述光電信號轉換模塊、計時模塊與所述處理單元通訊連接；

無燃氣泄漏時，所述相位差測取模塊獲取第一相位差，發(fā)生燃氣泄漏時，所述相位差測取模塊獲取第二相位差，所述光電信號轉換模塊將所述第一相位差、第二相位差轉化為電信號后傳遞給所述處理單元，所述處理單元將所述第一相位差與第二相位差做比較，當所述第一相位差與第二相位差的差值超過預設的閾值，所述處理單元產(chǎn)生報警信號并將所述報警信號傳遞給所述數(shù)據(jù)服務器。燃氣泄漏時，由于燃氣管內(nèi)氣壓遠大于管外，氣流高速通過泄漏口，會造成該處的管體振動，該振動直接傳遞到緊固在管體上的傳感光纖上，造成傳感光纖的形變，該形變會引起傳感光纖中光脈沖的后向散射的顯著變化，泄漏越嚴重、振動越強、形變越大導致的后向散射的相位差變化也越大。基于此，處理單元只需將第一相位差與第二相位差兩相比較，即可推知各個傳感光纖處的振動狀況。

所述傳感光纖為單模光纖，所述單模光纖的長度為45-55km，進一步地，所述單模光纖的長度為50km。

考慮到發(fā)射的光脈沖，其周期為0.5ms，為了防止第一束光脈沖發(fā)射后的后向反射信號與第二束光脈沖發(fā)生混疊，就要求光脈沖必須在脈沖周期內(nèi)完成往返，該往返的最大距離與0.5ms這一周期對應。

考慮光在光纖中傳輸?shù)乃俣?v=c/n（c為光速，n為折射率），n=1.5，v大概是2x108m/s，v乘以0.5ms除以2結果大約就是光纖的長度50km。考慮信號的實時性，應該是周期值越小實時性越強，但是周期值越小探測距離也會減小，所以需要均衡考慮探測距離與實時性。同時光信號傳播是有衰減的，距離過長導致尾端信號衰減嚴重，難以識別，所以50km是綜合探測距離與探測實時性后的有效選擇。