一种输油管道泄漏监控系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种输油管道泄漏监控系统，其特征在于：所述系统包括传感光缆和主机，所述主机包括窄脉冲激光管，波分复用器，光纤调制解调器，光电转换器，驱动器和控制器，所述传感光缆包括光纤以及光纤外部的屏蔽层，所述主机中的激光通道为四通道，主机通过波分复用器将脉冲激光管中发射出的激光发射至光纤中，控制器控制波分复用器的输出以及光纤调制解调器，通过波分复用器输出激光器的输出，并通过光纤调制解调器输出经调制后的具有预设相位的光波信号，通过接收的拉曼散射光和预设相位的光信号，利用工业计算机计算所述光纤中各个点的距离以及其温度。本系统能够实现对管道系统中多台主机的信号进行监测，实现了数据处理的集中化和可视化，本系统温度测量灵敏度高，温度变化敏感性强。

【技术实现步骤摘要】
一种输油管道泄漏监控系统
本技术的探测系统适用于石油石化监测系统领域，特别涉及一种输油管道监测领域。
技术介绍
管道是石油石化产业产品运输的重要部件，其广泛地用于石油和燃料气体的远距离运输。使用管道对石油石化行业产品运输其运输成本低，覆盖面广，因此运用十分广泛。近年来，随着世界经济的稳步增长以及世界各国对能源需求能力的提升，全球油气管道的建设步伐也在加快，建设规模和建设水平都在很大程度的提高。我国的大庆、胜利、四川、华北等油气田的相继开发建设，我国的油气管道建设事业也取得了令人瞩目的成就，已初步形成了“北油南运”、“西油东进”、“西气东输”的油气运输格局。但是，由于运输管道的设置地点很多都是在无人的野外或者是人烟稀少的地区，如果发生管道渗漏很容易导致能源及化工原料的损失，造成管道泄漏主要是由于运输管道上发生了破损，造成管道破损的原因很多，主要分为管道的内外腐蚀，环境地基的下降，以及人为的破坏，当管道中的石油发生泄漏会造成环境污染，企业损失，如果遇到自然环境中的明火还会引发火灾的危险，如果不对上述问题加以关注，会造成不可估量的损失，因此，上述问题已经引起了石油化工行业的企业的注意。由于石油管道铺设的距离长，其发生泄漏的地点不确定性，传统的故障监测都是点检测的特点，无法完全覆盖所有的运输管道点，因此，需要一种能够监测传感器，不受空间限制，灵敏度高的传感器。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的在于提供一种输油管道泄漏监控系统，该系统能够对运输石油的运输管道进行监控，及时发现管道中发生的破损和泄漏现象，确保了原料运输的安全。为了实现上述目的，本技术通过下列技术方案来实现：一种输油管道泄漏监控系统，其特征在于：所述系统包括传感光缆、主机和工业控制计算机，所述主机包括窄脉冲激光管，波分复用器，光纤调制解调器，光电转换器，驱动器和控制器，所述传感光缆包括光纤以及光纤外部的屏蔽层，所述主机中的激光通道数为四通道，主机通过波分复用器将脉冲激光管中发射出的激光发射至光纤中，控制器控制波分复用器的输出以及光纤调制解调器，通过波分复用器输出激光器的输出，并通过光纤调制解调器输出经调制后的具有预设相位的光波信号，在经光纤传输后，通过通道接收用于检测管道中温度的拉曼散射光和接收用于检测管道振动信号的光信号，并通过光电转换器将接收的光信号转化为电信号，控制具有网络传输接口，通过网络传输接口与控制中心的工业控制计算机连接，并传输接收的电信号至工业计算机中，通过工业计算机计算所述光纤中各个点的距离以及其温度；作为进一步优化，所述四通道中的发射通道能够发射激光至光纤中，接收通道能够分别接收在光纤中传输的后向拉曼散射光，另一接收通道能够接收在光纤中传输的传输光；作为进一步优化，所述温度计算是由窄脉冲激光管按照一定重复频率发射脉冲光入射到传感光纤，由激光脉冲和光纤分子相互作用产生后向拉曼散射效应，一个比光源波长长的斯托克斯光和一个比光源波长短的反斯托克斯光沿传感光纤后向发射回到主机中的光电转换器，反斯托克斯光信号的强度与斯托克斯光信号强度求比，计算出温度值；作为进一步优化，所述光信号从激光器输送具有预设相位的激光至光纤，传感光缆没有受到任何干扰或光的传输没有变化，那么光信号的相位也将不发生变化；当传感光纤受到振动或移动的干扰时，激光信号的传输相位发生了改变，若传感光纤未发生振动或移动，其信号传输的相位不会发生任何的改变，光电转换器通过接受在光纤中传输的波形信号分析其相位，判断管道是否正受到破坏；作为进一步优化，主机向探测光缆发送激光脉冲，通过检测拉曼后向散射光的返回时间ti，测点与设备的距离Xi为：Xi=c＊ti/2n；Xi为采样点距离，C为光速，n为折射率，ti为检测时间；作为进一步优化，所述工业计算机与主机的连接通过网线连接，并通过网线接收主机计算出的温度、波形相位和距离数据，并通过数据处理系统绘制温度、波形相位与距离的对应波形图，当温度值超过设定的正常温度值时会发出报警信号，以及相位的改变超过阈值也会发出报警信号。本技术专利提供的一种输油管道泄漏监控系统，能够对石油石化用于运输石化燃料的管道进行实时监控，与现有技术相比具有如下的有益效果：1、能够同时通过一根光纤实现管道中漏油的监测以及对管道破坏的监测，功能齐全；2、数据的处理集中在机房的工业控制计算机，其能够实现对管道系统中多台主机的信号进行监测，实现了数据处理的集中化和可视化；3、使用的温度和距离监测方法较现有技术中采用的方法灵敏度高，温度变化敏感性强。附图说明图1是输油管道泄漏监控系统示意图；图2是管道振动或压力监测示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术的内容做进一步详细说明。如图1所述，一种输油管道泄漏监控系统，其特征在于：所述系统包括传感光缆、主机和工业控制计算机，所述主机包括窄脉冲激光管1，波分复用器2，光纤调制解调器4，光电转换器9，驱动器5和控制器6，所述传感光缆7包括光纤以及光纤外部的屏蔽层，所述主机中的激光通道数为四通道，主机通过波分复用器将脉冲激光管中发射出的激光发射至光纤中，控制器控制波分复用器的输出以及光纤调制解调器，通过波分复用器输出激光器的输出，并通过光纤调制解调器输出经调制后的具有预设相位的光波信号，在经光纤传输后，通过通道接收用于检测管道中温度的拉曼散射光和接收用于检测管道振动信号的光信号，并通过光电转换器将接收的光信号转化为电信号，控制具有网络传输接口，通过网络传输接口与控制中心的工业控制计算机连接，并传输接收的电信号至工业计算机中，通过工业计算机计算所述光纤中各个点的距离以及其温度；四通道中的发射通道能够发射激光至光纤中，接收通道能够分别接收在光纤中传输的后向拉曼散射光，另一接收通道能够接收在光纤中传输的传输光；温度计算是由窄脉冲激光管按照一定重复频率发射脉冲光入射到传感光纤，由激光脉冲和光纤分子相互作用产生后向拉曼散射效应，一个比光源波长长的斯托克斯光和一个比光源波长短的反斯托克斯光沿传感光纤后向发射回到主机中的光电转换器，反斯托克斯光信号的强度与斯托克斯光信号强度求比，计算出温度值；光信号从激光器输送具有预设相位的激光至光纤，传感光缆没有受到任何干扰或光的传输没有变化，那么光信号的相位也将不发生变化；当传感光纤受到振动或移动的干扰时，激光信号的传输相位发生了改变，若传感光纤未发生振动或移动，其信号传输的相位不会发生任何的改变，光电转换器通过接受在光纤中传输的波形信号分析其相位，判断管道是否正受到破坏；工业计算机与主机的连接通过网线连接，并通过网线接收主机计算出的温度、波形相位和距离数据，并通过数据处理系统绘制温度、波形相位与距离的对应波形图，当温度值超过设定的正常温度值时会发出报警信号，以及相位的改变超过阈值也会发出报警信号。通过光的返回时间可以计算测点的距离，从而将测点与温度点实现对应关系，其原理为：主机向探测光缆发送激光脉冲，通过检测拉曼后向散射光（Raman）的返回时间ti，测点与设备的距离Xi为：Xi=c＊ti/2n；Xi为采样点距离，C为光速，n为折射率，ti为检测时间。该主机以光时域反射原理（OTDR）为基础，通过高功率的激光发射器向所连接的探测光缆发送激光脉冲，同时对后向散射光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输油管道泄漏监控系统，其特征在于：所述系统包括传感光缆和主机，所述主机包括窄脉冲激光管，波分复用器，光纤调制解调器，光电转换器，驱动器和控制器，所述传感光缆包括光纤以及光纤外部的屏蔽层，所述主机中的激光通道为四通道，主机通过波分复用器将脉冲激光管中发射出的激光发射至光纤中，控制器控制波分复用器的输出以及光纤调制解调器，通过波分复用器输出激光器的输出，并通过光纤调制解调器输出经调制后的具有预设相位的光波信号，在经光纤传输后，通过通道接收用于检测管道中温度的拉曼散射光和接收用于检测管道振动信号的光信号，并通过光电转换器将接收的光信号转化为电信号，控制具有网络传输接口，通过网络传输接口与控制中心的工业控制计算机连接，并传输接收的电信号至工业计算机中，通过工业计算机计算所述光纤中各个点的距离以及其温度。

【技术特征摘要】
1.一种输油管道泄漏监控系统，其特征在于：所述系统包括传感光缆和主机，所述主机包括窄脉冲激光管，波分复用器，光纤调制解调器，光电转换器，驱动器和控制器，所述传感光缆包括光纤以及光纤外部的屏蔽层，所述主机中的激光通道为四通道，主机通过波分复用器将脉冲激光管中发射出的激光发射至光纤中，控制器控制波分复用器的输出以及光纤调制解调器，通过波分复用器输出激光器的输出，并通过光纤调制解调器输出经调制后的具有预设相位的光波信号，在经光纤传输后，通过通道接收用于检测管道中温度的拉曼散射光和接收用于检测管道振动信号的光信号，并通过光电转换器将接收的光信号转化为电信号，控制具有网络传输接口，通过网络传输接口与控制中心的工业控制计算机连接，并传输接收的电信号至工业计算机中，通过工业计算机计算所述光纤中各个点的距离以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晶晶，汪姗姗，谢彬彬，尹康，
申请(专利权)人：上海腾盛智能安全科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31