[發明專利]基于分布式光纖聲傳感器的供水管道泄漏探測方法

在審

• 申請號: 201910592964.2
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110332466A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 黃慰忠;薛驍;吳曉維;謝豐權;劉廣賀;夏江珍;杜新民;張洋
• 申請（專利權）人: 上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司;上海波匯科技有限公司
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06
• 代理公司: 上海知義律師事務所 31304
• 代理人: 劉峰

本發明公開了基于分布式光纖聲傳感器的供水管道泄漏探測方法，激光器向傳感光纖發出脈沖激光，入射光纖的脈沖激光在傳感光纖傳輸過程中在各個位置會產生微弱的瑞利散射，傳感光纖受到外界振動的影響產生局部應變變化，瑞利散射光的相位會發生微小變化。本發明的方法對供水管道進行泄漏以及外部入侵破壞的行為探測掃描，對突發事件在10秒之內進行報警，系統可以在發現事件的同時確定事件發生的精確物理位置，精度好于+/?5米，在深度學習的基礎上系統可以自主判斷事件的性質，評估事件進行的程度；為后續的供水管道調整，修復，更換提供可靠的技術依據。

技術領域

本發明涉及技術領域，特別涉及基于分布式光纖聲傳感器的供水管道泄漏 探測方法。

背景技術

供水管道漏點精確定位法包括聽音法和相關法。聽音法是應用聽漏儀、聽 漏棒，通過閥栓、路面聽音，確定漏水點位置。聽測由漏水點產生的漏水聲， 從而確定漏水管道，縮小漏水檢測范圍。聽測點距漏水點位置越近，聽測到的 漏水聲越大；反之越小。相關法是應用多探頭相關儀確定管道漏水點的精確位 置，主要是根據漏口處產生漏水聲波，并沿管道向遠方傳播，當把傳感器放在 管道或連件的不同位置時，相關儀可測出漏水聲波傳播到不同傳感器的時間 差，從而確定漏水點。上述方法主要用于既有漏點的檢測定位，均需要首先發 現預警漏點，若有一種聽音技術可以在經濟條件許可的情況下實時在線探測整 個管網的泄漏聲，全面監視泄漏的發生，發展和修復全過程，無疑是一種最為 理想的方法。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明的技術目的在于提供基于分布式光纖 聲傳感器的供水管道泄漏探測方法，改善現有技術中的問題。

為實現上述目的，本發明提供了基于分布式光纖聲傳感器的供水管道泄漏 探測方法，包括下列步驟：

步驟一：激光器向傳感光纖發出脈沖激光；

步驟二：入射光纖的脈沖激光在傳感光纖傳輸過程中在各個位置會產生微 弱的瑞利散射；

步驟三：傳感光纖受到外界振動的影響產生局部應變變化，瑞利散射光的 相位會發生微小變化；

步驟四：對背散射相干信號進行處理，還原成與局部應變相關的電信號；

步驟五：對比實時光纖聲振動信號與背景信號，并評估供水管道泄漏規模；

步驟六：利用光時域反射技術判斷光纖感應到的聲振動發生的位置；

步驟七：泄漏信息將通過網絡傳輸至業主或管網維護單位的大數據中心， 并提出維修指令，同時在指定GIS平臺顯示上述泄漏信息。

進一步地，所述步驟一中的傳感光纖設置在管道周邊0.2-0.4米范圍內。

進一步地，所述步驟二中的瑞利背散射信號被監控主機的光電二極管接 受，不同部位發出的瑞利散射為相干光。

進一步地，所述步驟三中的傳感光纖受到外界振動的影響產生局部應變變 化時，瑞利散射光的相位會發生微小變化，監控主機接收的局部應變變化的瑞 利背散射光與原始的背散射光之間產生相位差，調制接收端光強。

進一步地，所述步驟五中的供水管道漏水規模評估，是將環境噪聲從泄漏 聲頻譜中正確地剝離，確定供水管線是否存在泄漏聲，進而評估供水管道水泄 漏的規模。

進一步地，所述步驟七后還有步驟八：人工對泄漏現場進行確認。

本發明的有益效果：

本發明的方法對供水管道進行泄漏以及外部入侵破壞的行為探測掃描，對 突發事件在10秒之內進行報警，系統可以在發現事件的同時確定事件發生的 精確物理位置，精度好于+/-5米，在深度學習的基礎上系統可以自主判斷事件 的性質，評估事件進行的程度；為后續的供水管道調整，修復，更換提供可靠 的技術依據。