[發明專利]一種地下管廊內管道泄露定位與預警裝置、系統及方法

有效

• 申請號: 202111057603.1
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113781749B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 王磊;劉臻;靳寶全;高妍;王宇;張紅娟;劉昕;白清
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G08B21/16
• 分類號: G08B21/16
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 冷錦超;鄧東東

本發明一種地下管廊內管道泄露定位與預警裝置、系統及方法，屬于光纖光柵技術領域；所要解決的技術問題為：提供一種地下管廊內管道泄露定位與預警裝置硬件結構的改進；解決上述技術問題采用的技術方案為：包括：光纖保護殼、裝置外殼、鉑膜層、固定底座、左右共振腔室、第一光纖、第二光纖、三個光纖光柵溫度傳感器、兩個光纖光柵應變傳感器、左右聲音收集器；該裝置使用兩個光纖光柵溫度傳感器感知環境溫度作為參考溫度，一個光纖光柵溫度傳感器感知鉑膜層溫度感知管道泄露情況，兩個光纖光柵應變傳感器感知左右方管道泄露聲音，通過光纖接入光電探測器，通過光纖光柵高速解調儀實時解調各參量；本發明應用于地下管廊。

技術領域

本發明一種地下管廊內管道泄露定位與預警裝置、系統及方法，屬于光纖光柵傳感技術領域。

背景技術

地下綜合管廊是城市發展的重要基礎設施，是保障城市居民生活的重要生命線。隨著城市化的進程，各大城市均在不斷加大地下綜合管廊的建設。城市地下綜合管廊將電力、通信、燃氣、供熱、給排水等各功能管線集于一體，為地上城市規劃節省出大量空間，提高了城市空間利用率并優化了居民生活環境。

地下管廊位于地下處于密閉空間結構，同時地下管廊集成了燃氣輸送等具有易燃易爆性的管道，在人為或自然環境影響下發生的泄露或損壞情況，不易快速并準確地察覺并定位，使地下管廊維護人員無法在管道泄露的第一時間對管道泄露點進行精準維護。針對燃氣輸送管道對城市的安全隱患和城市正常運作的重要性，必須實時保障各管道的工作穩定性和安全性，因而需要一種地下管廊內管道泄露光纖光柵定位裝置。

對于此環境下進行的監測，光纖光柵本質是對光纖纖芯折射率周期性調制而形成的一種無源濾波器，以光波為傳感載體進行環境參數測量，以上特質使光纖光柵傳感具備了抗電磁波干擾能力強、耐腐蝕性高、高穩定性、高精度、輸出距離遠等基本優點，避免了以電為傳感信號處理不當帶來的不可控的明火或高溫造成燃氣管道的爆炸火災，有效應對地下管道的高濕度環境。同時光纖光柵傳感系統成本低，在光學傳感領域中更適用于實際的工程應用。但是現有光纖光柵傳感領域存在無法對范圍內管道泄露點精確定位、誤警率高和適用性差等技術缺陷。

發明內容

本發明為了克服現有技術中存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種基于光纖光柵的地下管廊內管道泄露定位與預警裝置、系統硬件結構的改進。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種地下管廊內管道泄露定位與預警裝置，包括光纖保護殼、裝置外殼、鉑膜層、固定底座，所述光纖保護殼固定在裝置外殼的頂部，裝置外殼的底部設置有鉑膜層，其中裝置外殼和固定底座上開有多個螺旋結構的固定孔，用來插入固定柱，通過固定柱將固定底座和裝置外殼固定在地下管廊內管道的頂部巖層上；

所述光纖保護殼內部通入第一光纖F1，第一光纖F1上設有第一光纖光柵溫度傳感器A1和第二光纖光柵溫度傳感器A2；

所述裝置外殼的兩側分別設置有左聲音收集器D1和右聲音收集器D2，裝置外殼的內部設置兩個中空且圓柱形結構的共振腔室：左共振腔室和右共振腔室，左共振腔室與右共振腔室之間通過內隔音層隔開；

所述裝置外殼的內側頂部左右兩邊各開有一條光纖通道用于第二光纖F2兩端的通過，裝置外殼的內側底部中間開有一條光纖通道用于第二光纖F2通過，第二光纖F2在位于裝置外殼的內側底部處設置有第三光纖光柵溫度傳感器A3。

所述裝置外殼為圓柱體結構，裝置外殼的外部兩圓形側面的中心部分通有中空通道并分別設置左聲音收集器D1和右聲音收集器D2。

所述左共振腔室中設有左振膜C1，第二光纖F2的一端從左共振腔室中通過并貼附于左振膜C1，第二光纖F2在左振膜C1中心部分上設有第一光纖光柵應變傳感器B1；

所述右共振腔室中設有右振膜C2，第二光纖F2的另一端從右共振腔室中通過并貼附于右振膜C2，第二光纖F2在右振膜C2中心部分上設有第二光纖光柵應變傳感器B2。