基于cotdr技术的管道综合检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于COTDR技术的管道综合检测系统，包括传感光缆、信号采集终端和信号处理终端；传感光缆埋于地下并沿管道铺设；信号采集终端包括平衡探测器和采集卡；信号处理终端与多个信号采集终端连接，接收信号采集终端采集的传感光缆的信号，并对信号进行处理，生成预警信息，同时将预警信息通过网络传输给报警显示和信号中转终端；该报警显示和信号中转终端将预警信息通过3D图形展示，并将预警信息发送给视频联动系统，视频联动系统与多个摄像头连接。本实用新型的管道综合检测系统集传感和传输于一体,可对沿光纤传输路径上长达数千米甚至数万米的信息进行测量，可以准确地定位温度和应变变化发生的位置。
【专利说明】基于COTDR技术的管道综合检测系统
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及管道检测领域，尤其涉及一种基于COTDR技术的管道综合检测系统。
【背景技术】
[0002]石油管道具有管径大、压力高及输送量大等特点，由于管道防腐覆盖层逐渐老化〃突发性的自然灾害，以及人为的打孔盗油现象，导致石油泄漏时有发生，严重地威胁了石油管道输送线路的安全，并导致了原油损失〃环境污染以及停产停输等一系列严重后果。
[0003]与常规光时域反射计(OTDR)相同的是，光脉冲从光纤的一端注入，通过探测器探测后向瑞利散射光判断扰动及故障位置；不同的是，作为强相干光的入射光脉冲从光纤的一端注入，用光探测器探测到的后向散射信号是脉冲宽度前1/2的区域内各点返回到入射端的瑞利散射光相互干涉后的信号。传感光纤某区域内的温度或应变发生变化时，由于热膨胀或弹光效应，该区域内光纤的折射率及密度将发生变化，从而导致该区域后向瑞利散射光相位的变化。由于变化区域内的散射光传输到探测器后的相位差发生变化，因此，最终干涉的结果将会引起后向瑞利散射光强的变化；通过探测后向瑞利散射光强的变化和入射脉冲与探测到的信号之间的时间延迟，可以准确地定位温度和应变变化发生的位置。
[0004]传统的对石油管道泄漏进行检测的方法往往是通过探测仪和人力巡逻的方法，由于依靠人力，不能实时地对石油管道进行全面监控。而模型法和传感器法的定位准确度、准确性则依赖于模型的优劣，以及传感器的准确度和安装密度，定位精度差。因此需要一种准确、高效的管线综合监测系统。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中对管道泄露进行检测的无法实时有效地对管道进行全面监控的缺陷，提供一种准确高效的基于COTDR技术的管道综合检测系统。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]提供一种基于COTDR技术的管道综合检测系统，包括传感光缆、信号采集终端和信号处理终端；
[0008]传感光缆埋于地下并沿管道铺设，与信号采集终端连接；
[0009]信号采集终端包括平衡探测器和采集卡，平衡探测器与传感光缆相连，对传感光缆中的信号进行滤波，采集卡采集滤波后的信号并传输给信号处理终端；
[0010]信号处理终端与多个信号采集终端连接，接收信号采集终端采集的传感光缆的信号，并对信号进行处理，生成预警信息，同时将预警信息通过网络传输给报警显示和信号中转终端；
[0011]该报警显示和信号中转终端将预警信息通过3D图形展示，并将预警信息发送给视频联动系统，所述视频联动系统与多个摄像头连接。
[0012]本实用新型所述的基于COTDR技术的管道综合检测系统中，该报警显示和信号中转终端还与客户移动终端通信连接。
[0013]本实用新型所述的基于COTDR技术的管道综合检测系统中，所述传感光缆为单模光纤，至少包括两芯光纤。
[0014]本实用新型所述的基于COTDR技术的管道综合检测系统中，埋在地下的传感光缆距离管道Ι-lOm,距地面深度0.5-lm。
[0015]本实用新型产生的有益效果是:本实用新型基于COTDR技术的管道综合检测系统集传感和传输于一体，可对沿光纤传输路径上长达数千米甚至数万米的信息进行测量，可以准确地定位温度和应变变化发生的位置，由于同时获得的信息量大，单位时间所需要的费用大大降低，从而可获得较优的性价比。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0017]图1是本实用新型实施例基于COTDR技术的管道综合检测系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0019]基于时域瑞利相干技术(COTDR)是一种分布式传感器技术，具有灵敏度高、动态范围大，可长距离连续监测的特点。本实用新型的基于COTDR技术的管道综合检测系统集传感和传输于一体，可对沿光纤传输路径上长达数千米甚至数万米的信息进行测量。由于同时获得的信息量大，单位时间所需要的费用大大降低，从而可获得较优的性价比。
[0020]本实用新型实施例基于COTDR技术的管道综合检测系统，如图1所示，包括传感光缆、信号采集终端、报警显示和信号中转终端和视频联动系统。
[0021]传感光缆埋于地下并沿管道铺设，传感光缆与信号采集终端连接。本实用新型的一个实施例中，传感光缆为单模光纤光缆，至少包括两芯光纤。本实用新型的管道综合检测系统利用其中一芯光纤，其余芯作为备用芯，可增加系统冗余度和可靠性；传感光缆采用埋地的方式安装于距离管道附近Ι-lOm，距地面深度0.5-lm，传感光缆也可利用管道附近原先的传输光缆代替，减少施工成本，同时减少施工对生态环境的破坏。
[0022]信号采集终端包括平衡探测器和采集卡，平衡探测器与传感光缆相连，对传感光缆中的信号进行滤波，采集卡采集滤波后的信号并传输给信号处理终端。
[0023]信号处理终端与多个信号采集终端连接，该信号处理终端接收信号采集终端采集的传感光缆的信号，并对该信号进行处理，生成预警信息，并将预警信息通过网络传输给报警显示和信号中转终端；
[0024]该报警显示和信号中转终端将预警信息通过3D图形展示，并将预警信息发送给视频联动系统，视频联动系统还与多个摄像头连接。
[0025]如图1所示，该报警显示和信号中转终端还与客户移动终端通信连接。
[0026]当管道附近发生挖掘和管道泄漏等情况时，传感光缆附近的折射率发生变化，导致瑞利散射相干信号的光强发生强弱变化，信号采集终端可以20M/S的采样率的采集传感光缆沿线10km内光缆上的光强变化，并把采集到的信号通过网络传递给信号处理终端。
[0027]信号处理终端对采集的信号采用并行的计算方式进行时频分析和小波处理，根据提取的特征参数利用模式识别技术进行报警类型识别并根据识别结果输出相应的预警发生的时间和位置，同时预警类型的判断结果和位置信息通过网络传输给报警显示和信号中转终端。一套信号处理终端可以同时接收一套或多套信号采集终端的信号。
[0028]报警显示和信号中转终端通过3D图形展示技术，向客户展示预警信息(时间、位置)，同时报警显示和信号中转终端通过各种接口(网络、无线等)传输给视频联动系统，视频联动系统同时调用预警位置附近某一或某些摄像头进行预警复核，并对报警行为进行跟踪；报警显示和信号中转终端可通过短信发送模块将预警信息通过短信方式发送给客户移动终端，如手机。报警显示和信号中转终端还通过无线发送模块将预警信息传输给发送给相应的巡逻人员，巡逻人员根据快速响应机制到达预警地点并对预警进行处理。
[0029]本实用新型的基于COTDR技术的管道综合检测系统主要用于重要区域的安全防护，如石油天然气输油管道、军事重地、管制区域及各种重要的管线监测并对各种危害行为进行报警和定位，是管道安全防护领域的重要技术。
[0030]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于COTDR技术的管道综合检测系统，其特征在于，包括传感光缆、信号采集终端和信号处理终端； 传感光缆埋于地下并沿管道铺设，与信号采集终端连接； 信号采集终端包括平衡探测器和采集卡，平衡探测器与传感光缆相连，对传感光缆中的信号进行滤波，采集卡采集滤波后的信号并传输给信号处理终端； 信号处理终端与多个信号采集终端连接，接收信号采集终端采集的传感光缆的信号，并对信号进行处理，生成预警信息，同时将预警信息通过网络传输给报警显示和信号中转终端； 该报警显示和信号中转终端将预警信息通过3D图形展示，并将预警信息发送给视频联动系统，所述视频联动系统与多个摄像头连接。
2.根据权利要求1所述的基于COTDR技术的管道综合检测系统，其特征在于，该报警显示和信号中转终端还与客户移动终端通信连接。
3.根据权利要求1所述的基于COTDR技术的管道综合检测系统，其特征在于，所述传感光缆为单模光纤，至少包括两芯光纤。
4.根据权利要求1所述的基于COTDR技术的管道综合检测系统，其特征在于，埋在地下的传感光缆距离管道Ι-lOm，距地面深度0.5-lm。
【文档编号】F17D5/02GK204005273SQ201320857771
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】刘军荣, 闫奇众, 董雷, 印新达 申请人:武汉理工光科股份有限公司