一种用于能源管道泄漏的光纤分布检测系统的制作方法

本技术涉及管道泄漏检测的，具体涉及一种用于能源管道泄漏的光纤分布检测系统。

背景技术：

1、能源管道是用于输送蒸汽或过热水等热能介质的管道。但由于大部分管道铺设在野外或地下等恶劣自然环境中，容易受到损坏。一旦能源管道受到损坏而发生泄漏，需要及时进行管道的维修，以免带来额外的经济损失。因此，管道泄漏的快速检测具有极大的应用价值，例如能够为管道维修提供方案指导。

2、目前，针对能源管道输送泄漏的信号检测，大多数采用时频分析与信号处理手段从管道获取的混合信号中提取有关泄露信号的信息。然而，在能源管道输送热能介质过程中，往往混有杂散的干扰信号及噪声，由于能源管道较长，因此，无法定位式地对能源管道内信号进行去噪处理，导致传输的泄漏信号极其微弱，同时泄漏信号可能只存在于某段时间范围内，导致无法从混合信号中完全去除强噪声及干扰信号而获得待检测泄漏信号。

3、另外，当信噪比变化较大时，传统的时频分布在非平稳信号处理中存在巨大的局限性，重构之后的信号依旧无法降低混合噪声的影响与干扰，导致提取出的泄漏信号对应的检测分类结果不可靠。

技术实现思路

1、本实用新型意在提供一种能够精确定位获得泄漏信号的用于能源管道泄漏的光纤分布检测系统。

2、为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于能源管道泄漏的光纤分布检测系统，包括上位机和分布式区域布设的数个光纤检测装置，所述光纤检测装置包括数根布设在能源管道上的测温光缆，所述测温光缆上安装有探测器一和探测器二，所述探测器一用于探测获得斯托克斯光，所述探测器二用于探测获得反斯托克斯光，所述探测器一和探测器二的输入端与波分复用器的输出端通过光信号传输，所述探测器一和探测器二通过电信号传输至数据处理传输模块，所述数据处理传输模块对探测一和探测二的光信号进行数据采集和处理得到监测数据，所述数据处理传输模块将监测数据通过光信号传输至上位机，所述上位机显示分布式区域温度异常数据。

3、相比现有技术，本方案利用在能源管道上进行分布式区域布设数个光纤检测装置，使得每个光纤检测装置对应能源管道的一个区域，通过光纤检测装置监测每个区域的泄漏情况，进行精确定位泄漏位置；由于每个光纤检测装置包括上位机和数根布设在能源管道上的测温光缆，树根测温光缆以区域进行分布式布设，这样使得测温光缆内的泄漏信息传输距离短，减少其他信号长时间干扰，同时，将每个区域的泄漏信息通过测温光缆传输至对应的上位机内，这样通过对应区域的上位机短时间内获得测温光缆的泄漏信息，从而实现精确定位获得泄漏信息。

4、进一步，所述光纤检测装置还包括用于发射脉冲激光的发射单元，所述发射单元通过光信号传输脉冲激光至测温光缆上的波分复用器，所述波分复用器用于承载斯托克斯光和反斯托克斯光。

5、本方案通过发射单元向测温光缆进行发射脉冲激光，脉冲激光在测温光缆上产生喇曼(raman)散射效应，使得感温光纤内的光纤分子发生热振动，其产生一个比光源波长长的光，称斯托克斯(stokes)光，和一个比光源波长短的光，称为反斯托克斯(anti-stokes)光。当感温光纤受保温芯层内传递温度的变化，使得感温光纤中的反斯托克斯(anti-stokes)光强发生变化，反斯托克斯(anti-stokes)光与斯托克斯(stokes)光的比值提供了温度的绝对指示，再结合分布式光纤线性感温探测器的脉冲光源和高速的信号采集与处理技术，就可以得到沿着感温光纤所有点的准确温度值。

6、进一步，所述光纤检测装置还包括用于产生同步信号的通信单元，所述发射单元通过电信号向通信单元发出同步信息，所述通信单元通过电信号传输至数据处理传输模块。

7、本方案通过通信单元产生的同步信号，使得测温光缆同时发出产生的反斯托克斯(anti-stokes)光与斯托克斯(stokes)光，使数据处理传输模块能同步接收到反斯托克斯(anti-stokes)光与斯托克斯(stokes)光的比值提供了温度的绝对指示。

8、进一步，所述能源管道包括输入管道和排出管道，所述输入管道沿其轴线方向连续布设有第一测温光缆和第二测温光缆，所述第一测温光缆和第二测温光缆沿相反方向铺设，使得相邻第一测温光缆和第二测温光缆的光缆接头相对应。

9、在输入管道上进行连续双向铺设第一测温光缆和第二测温光缆，第一测温光缆和第二测温光缆的铺设方向相反，这样使得每条测温光缆接头与相邻测温光缆接头相对应，利用测温光缆反向铺设测温光缆接头对应的方式，实现相邻测温光缆对接定位。

10、进一步，所述排出管道沿其轴线方向连续布设有第三测温光缆和第四测温光缆，所述第三测温光缆和第四测温光缆沿相反方向铺设，使得相邻第三测温光缆和第四测温光缆的光缆接头相对应。

11、在排出管道上进行连续双向铺设第三测温光缆和第四测温光缆，第三测温光缆和第四测温光缆的铺设方向相反，这样使得每条测温光缆接头与相邻测温光缆接头相对应，利用测温光缆反向铺设测温光缆接头对应的方式，实现相邻测温光缆对接定位。

12、相比现有技术，本实用新型还具有以下技术效果：

13、本实用新型结构简单，将能源管道分布形成多个区域，每个区域对应一个光纤检测装置，使得所有的光纤检测装置形成分布式区域布设，实现分布式区域监控泄漏信息，可实现长距离、多点连续测量,且温度和空间分辨率比较高,极大地提高了泄漏监控的效率，同时精确定点监控泄漏情况。

技术特征：

1.一种用于能源管道泄漏的光纤分布检测系统，其特征在于，包括上位机和分布式区域布设的数个光纤检测装置，所述光纤检测装置包括数根布设在能源管道上的测温光缆，所述测温光缆上安装有探测器一和探测器二，所述探测器一用于探测获得斯托克斯光，所述探测器二用于探测获得反斯托克斯光，所述探测器一和探测器二的输入端与波分复用器的输出端通过光信号传输，所述探测器一和探测器二通过电信号传输至数据处理传输模块，所述数据处理传输模块对探测一和探测二的光信号进行数据采集和处理得到监测数据，所述数据处理传输模块将监测数据通过光信号传输至上位机，所述上位机显示分布式区域温度异常数据。

2.根据权利要求1所述的一种用于能源管道泄漏的光纤分布检测系统，其特征在于：所述光纤检测装置还包括用于发射脉冲激光的发射单元，所述发射单元通过光信号传输脉冲激光至测温光缆上的波分复用器，所述波分复用器用于承载斯托克斯光和反斯托克斯光。

3.根据权利要求2所述的一种用于能源管道泄漏的光纤分布检测系统，其特征在于：所述光纤检测装置还包括用于产生同步信号的通信单元，所述发射单元通过电信号向通信单元发出同步信息，所述通信单元通过电信号传输至数据处理传输模块。

4.根据权利要求1所述的一种用于能源管道泄漏的光纤分布检测系统，其特征在于：所述能源管道包括输入管道和排出管道，所述输入管道沿其轴线方向连续布设有第一测温光缆和第二测温光缆，所述第一测温光缆和第二测温光缆沿相反方向铺设，使得相邻第一测温光缆和第二测温光缆的光缆接头相对应。

5.根据权利要求4所述的一种用于能源管道泄漏的光纤分布检测系统，其特征在于：所述排出管道沿其轴线方向连续布设有第三测温光缆和第四测温光缆，所述第三测温光缆和第四测温光缆沿相反方向铺设，使得相邻第三测温光缆和第四测温光缆的光缆接头相对应。

技术总结
本技术涉及管道泄漏检测的技术领域，公开了一种用于能源管道泄漏的光纤分布检测系统，包括上位机和分布式区域布设的数个光纤检测装置，光纤检测装置包括数根布设在能源管道上的测温光缆，测温光缆上安装有探测器一和探测器二，探测器一和探测器二的输入端与波分复用器的输出端通过光信号传输，探测器一和探测器二通过电信号传输至数据处理传输模块，数据处理传输模块对探测一和探测二的光信号进行数据采集和处理得到监测数据，数据处理传输模块将监测数据通过光信号传输至上位机，上位机显示分布式区域温度异常数据。本技术通过对应区域的上位机短时间内获得测温光缆的泄漏信息，从而实现精确定位获得泄漏信息。

技术研发人员：王履德
受保护的技术使用者：重庆中德防腐保温材料有限公司
技术研发日：20230928
技术公布日：2024/4/29