一种基于R-DAS与水听器融合的管道监测安防系统及方法与流程

本发明涉及管道监测，尤其涉及一种基于r-das与水听器融合的管道监测安防系统及方法。

背景技术：

1、在海洋工程领域中，海洋管道起到了至关重要的作用，如油气输送、海底电缆等。然而，海洋环境的复杂性以及过往船只的商业行为都可能对管道造成损坏，导致管道泄漏事件发生，造成巨大的经济损失和环境污染。

2、而当前市场上尚缺乏成熟的管道健康监测与安防系统，鉴于此，本发明提供一种基于r-das与水听器融合的管道监测安防系系统及方法，能够对管道进行实时和长期监测，并提前预警可能发生管道泄露的位置，同时能够对造成管道损坏的入侵目标进行预警。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种基于r-das与水听器融合的管道监测安防系统，能够对管道进行实时和长期监测，用于解决现有装置无法对可能发生管道泄露的位置和入侵目标进行预警的问题。

2、为了实现上述技术目的，采用如下技术方案：

3、第一方面，本申请提供了一种基于r-das与水听器融合的管道监测安防系统，包括上位机、数据处理子系统、连接光缆、至少一个水听器探头组和至少一个水听器阵列；

4、所述水听器探头组，包括串联连接的若干水听器探头，用于实时监测管道是否出现因管道泄露而产生异常声信号，并将采集到的异常声信号转化为电信号进行传输；

5、所述水听器阵列，通过连接光缆与水听器探头组连接，用于实时监测水下声信号，并将采集到的水下声信号转化为电信号进行传输；

6、所述连接光缆，分别与水听器阵列和数据处理子系统连接，用于接收水听器探头组和水听器阵列传输的电信号，并转化为光信号传输至数据处理子系统；

7、所述数据处理子系统，与上位机连接，用于接收和处理连接光缆发送的光信号，并将光信号转换为电信号传输至上位机；

8、所述上位机，用于进一步处理并显示数据处理子系统发送的电信号。

9、进一步地，所述数据处理子系统包括外壳、光学模块、调制模块、光电解调模块以及电源模块；

10、所述外壳为中空的柱状体；所述光学模块设置于外壳内部且用于发送光信号；所述调制模块设置于外壳内部并与光学模块连接，用于对光学模块发送的光信号进行调制；所述光电解调模块设置于外壳内部且用于接收光信号并将光信号转换为电信号进行处理和传输；所述电源模块设置于外壳内部，光学模块、调制模块及光电解调模块分别与电源模块电连接。

11、进一步地，所述系统还包括收纤盒，所述收纤盒通过连接光缆与水听器阵列连接，用于收纳收纤盒与水听器阵列之间冗余的连接光缆。

12、进一步地，所述数据处理子系统还包括光输出接口和光输入接口；

13、所述光输入接口的输入端与收纤盒的输出端连接，光输入接口的输出端与光电解调模块的输入端连接；所述光输出接口的输入端与调制模块的输出端连接，光输出模块的输出端与收纤盒的输入端连接。

14、进一步地，所述数据处理子系统还包括若干网络接口，所述网络接口的输入端与光电解调模块的输出端电连接，网络接口的输出端与上位机的输入端电连接。

15、进一步地，所述光输出接口和光输入接口分别通过航空插头与收纤盒连接。

16、进一步地，所述水听器阵列采用8基元水听器阵列。

17、第二方面，本申请提供了一种基于r-das与水听器融合的管道监测安防方法，应用于如上所述的系统，其特征在于，所述方法包括：

18、基于若干水听器探头对管道的不同位置进行实时监测，若监测管道出现异常声音，则收集异常声音信号，并发送至数据处理子系统，经过数据处理子系统处理后，传输至上位机显示并报警；

19、基于水听器阵列实时监测周围水域的声信号，并将收集的声信号发送至数据处理子系统，经过数据处理子系统处理后，传输至上位机对声信号进行定位并显示。

20、本发明提供的实施例带来的有益效果包括：

21、本申请通过水听器阵列可以获取入侵声信号的信息，并通过相关算法对声信号进行定位，通过多个水听器探头采集管道泄漏声音，具有较高的灵敏度和较广的探测范围，实现对管道健康的实时监测，能够及时发现泄漏点并对入侵信号进行定位，有效防止因管道泄漏造成经济损失；本申请通过硬件逻辑实现解调模式控制、解调算法、滤波、网络协议等，提高了监测安防系统的运算能力、稳定性和实时性，降低了监测安防系统的能耗，能够保障监测安防系统进行24小时全天候实时监控。

技术特征：

1.一种基于r-das与水听器融合的管道监测安防系统，其特征在于，包括上位机、数据处理子系统、连接光缆、至少一个水听器探头组和至少一个水听器阵列；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据处理子系统包括外壳、光学模块、调制模块、光电解调模块以及电源模块；

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括收纤盒，所述收纤盒通过连接光缆与水听器阵列连接，用于收纳收纤盒与水听器阵列之间冗余的连接光缆。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述数据处理子系统还包括光输出接口和光输入接口；

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述数据处理子系统还包括若干网络接口，所述网络接口的输入端与光电解调模块的输出端电连接，网络接口的输出端与上位机的输入端电连接。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述光输出接口和光输入接口分别通过航空插头与收纤盒连接。

7.根据权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述水听器阵列采用8基元水听器阵列。

8.一种基于r-das与水听器融合的管道监测安防方法，应用于权利要求1-7任一项所述的系统，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本发明公开了一种基于R‑DAS与水听器融合的管道监测安防系统及方法，包括水听器探头组用于实时监测管道是否出现因管道泄露而产生异常声信号，并将采集到的异常声信号转化为电信号进行传输；水听器阵列用于实时监测水下声信号，并将采集到的水下声信号转化为电信号进行传输；连接光缆用于接收水听器探头组和水听器阵列传输的电信号并转化为光信号传输至数据处理子系统；数据处理子系统用于接收和处理连接光缆发送的光信号，并将光信号转换为电信号传输至上位机；上位机用于进一步处理并显示数据处理子系统发送的电信号。本发明实现对管道健康的实时监测，能够及时发现泄漏点并对入侵信号进行定位，有效防止因管道泄漏造成经济损失。

技术研发人员：向继方,陶令,杨文初,向智睿,李国光,郑磊
受保护的技术使用者：湖南长城海盾光纤科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17