基于混合干涉型分布式光纤的T型燃气管道泄漏监测装置，包括光路系统、分布式光纤传感系统和信号处理系统，光路系统由光源、光耦合器、光环行器、延迟光纤和相位调制器构成；传感系统包括固线器、传感光纤和法拉第旋转镜；信号处理系统首先将带有泄漏信息的光信号转化为电信号，再对转换后的电信号进行解调，最后送入计算机分析处理，确定管道泄漏状况和泄漏点的位置。本装置可实时监测T型结构燃气管道沿线泄漏情况，结构简单、布放方便，且有较高检测灵敏度和定位精度。
【技术实现步骤摘要】
基于混合干涉型分布式光纤的T型燃气管道泄漏监测装置
本专利技术涉及一种适用于T型燃气管道的泄漏监测装置，尤其是一种基于混合干涉型分布式光纤的T型燃气管道泄漏监测装置。
技术介绍
城市燃气管道是为城市各个用户输送燃气的能源通道，但是随着燃气管道埋地时间的增长，管道状况逐渐变差，使得管道容易发生泄漏或者爆炸等事故。因此，对管道的泄漏监测变的尤为重要。管道在输气的过程中并非只是直线型的一条，往往有多条分支或者更加复杂的结构。但是目前的大部分技术都是以直线型管道的泄漏检测为主，对于这种特殊结构管道的安全控制与泄漏检测技术相对较少。
技术实现思路
本专利技术目的在弥补以上所述的缺陷，提供了一种基于混合干涉型分布式光纤的T型燃气管道泄漏监测装置，本技术光路部分架构简单，成本低，传感系统光纤布放简单，方便，整个装置运行可靠，且能够对T型燃气管道进行实时监测。本专利技术采用如下技术方案：包括光路系统1、分布式光纤传感系统2和信号处理系统3；所述的光路系统1包括光源A1、第一1×3光耦合器A2、第一光环行器A3、第二光环行器A4、第三光环行器A5、第一1×2光耦合器A6、第一延迟光纤E1、第一相位调制器F1、第二1×2光耦合器A7、第二延迟光纤E2、第二相位调制器F2、第三1×2光耦合器A8、第三延迟光纤E3、第三相位调制器F3、第四1×2光耦合器A9、第五1×2光耦合器A10、第六1×2光耦合器A11；所述的分布式光纤传感系统2包括第一传感光纤G1、第二传感光纤G2、第三传感光纤G3、第一法拉第旋转镜D1、第二法拉第旋转镜D2、第三法拉第旋转镜D3、固线器A12；其中，第一传感光纤G1和第一法拉第旋转镜D1、第二传感光纤G2和第二法拉第旋转镜D2、第三传感光纤G3和第三法拉第旋转镜D3分别形成三个干涉仪；所述的信号处理系统3包括第一光电转换器B1、第二光电转换器B2、第三光电转换器B3、第一解调模块C1、第二解调模块C2、第三解调模块C3、计算机C4；其特征在于：所述的光路系统1的光源A1与第一1×3光耦合器A2的一侧相连接，该第一1×3光耦合器A2另一侧的三个端口依次和第一光环行器A3的a1端口、第二光环行器A4的b1端口、第三光环行器A5的c1端口连接；第一光环行器A3的a2端口与第一1×2耦合器A6的一侧连接，该第一1×2耦合器A6的另一侧两端口分别通过第一延迟光纤E1和第一相位调制器F1与第四1×2耦合器A9一侧连接，第四1×2耦合器A9的另一侧端口通过第一传感光纤G1连接第一法拉第旋转镜D1，第一光环行器A3的a3端口通过第一单模光纤H1与第一光电转换器B1连接，第一光电转换器B1的输出端与第一解调模块C1连接，第一解调模块C1的输出端与计算机C4连接；第二光环行器A4的b2端口与第二1×2耦合器A7的一侧连接，该第二1×2耦合器A7的另一侧两端口分别通过第二延迟光纤E2和第二相位调制器F2与第五1×2耦合器A10一侧连接，第五1×2耦合器A10的另一侧一端口通过第二传感光纤G2连接第二法拉第旋转镜D2，第二光环行器A4的b3端口通过第二单模光纤H2与第二光电转换器B2连接，第二光电转换器B2的输出端与第二解调模块C2连接，第二解调模块C2的输出端与计算机C4连接；第三光环行器A5的c2端口与第三1×2耦合器A8的一侧连接，该第三1×2耦合器A8的另一侧两端口分别通过第三延迟光纤E3和第三相位调制器F3与第六1×2耦合器A11一侧连接，第六1×2耦合器A11的另一侧一端口通过第三传感光纤G3连接第三法拉第旋转镜D3，第三光环行器A5的c3端口通过第三单模光纤H3与第三光电转换器B3连接，第三光电转换器B3的输出端与第三解调模块C3连接，第三解调模块C3的输出端与计算机C4连接。所述的分布式光纤传感系统中的三根传感光纤由固线器A12固定在T型管道交叉口处，再分别沿管道三个方向水平布置。该装置的优点是：本装置运用了基于Sagnac和Mach-Zehnder干涉仪组合的混合型干涉技术对T型燃气管道进行泄漏监测。整个传感部分由固线器、三根独立的传感光纤和三个法拉第旋转镜构成(形成了三个干涉仪)，对T型管道进行了a、b、c三段的划分，将三根传感光纤分别布放在管道的a、b、c三段，大大提高了监测的效率和准确度。整个装置成本较低、布放方便，解决了传统检测装置只能对无分叉型管道进行泄漏监测的问题。附图说明图1混合干涉型分布式光纤的T型燃气管道泄漏监测装置；图2T型管道分段示意图。具体实施方式下面结合附图给出本技术的实施例，详细说明本技术的技术方案。如图1所示，一种基于混合干涉型分布式光纤的T型燃气管道泄漏监测装置，本装置包括光路系统(1)、分布式光纤传感系统(2)和信号处理系统(3)；所述的光路系统(1)包括光源(A1)、第一1×3光耦合器(A2)、第一光环行器(A3)、第二光环行器(A4)、第三光环行器(A5)、第一1×2光耦合器(A6)、第一延迟光纤(E1)、第一相位调制器(F1)、第二1×2光耦合器(A7)、第二延迟光纤(E2)、第二相位调制器(F2)、第三1×2光耦合器(A8)、第三延迟光纤(E3)、第三相位调制器(F3)、第四1×2光耦合器(A9)、第五1×2光耦合器(A10)、第六1×2光耦合器(A11)；所述的分布式光纤传感系统(2)包括第一传感光纤(G1)、第二传感光纤(G2)、第三传感光纤(G3)、第一法拉第旋转镜(D1)、第二法拉第旋转镜(D2)、第三法拉第旋转镜(D3)、固线器(A12)；其中，第一传感光纤(G1)和第一法拉第旋转镜(D1)、第二传感光纤(G2)和第二法拉第旋转镜(D2)、第三传感光纤(G3)和第三法拉第旋转镜(D3)分别形成三个干涉仪；所述的信号处理系统(3)包括第一光电转换器(B1)、第二光电转换器(B2)、第三光电转换器(B3)、第一解调模块(C1)、第二解调模块(C2)、第三解调模块(C3)、计算机(C4)；其特征在于：所述的光路系统(1)的光源(A1)与第一1×3光耦合器(A2)的一侧相连接，该第一1×3光耦合器(A2)另一侧的三个端口依次和第一光环行器(A3)的a1端口、第二光环行器(A4)的b1端口、第三光环行器(A5)的c1端口连接；第一光环行器(A3)的a2端口与第一1×2耦合器(A6)的一侧连接，该第一1×2耦合器(A6)的另一侧两端口分别通过第一延迟光纤(E1)和第一相位调制器(F1)与第四1×2耦合器(A9)一侧连接，第四1×2耦合器(A9)的另一侧端口通过第一传感光纤(G1)连接第一法拉第旋转镜(D1)，第一光环行器(A3)的a3端口通过第一单模光纤(H1)与第一光单向性，由端口b2进入的光全部由端口b3输出，通过第二单模光纤(H2)送入到第二光电转换器(B2)由光信号转化为电信号，电信号再通过第二解调模块(C2)进行解调处理，最终通过计算机(C4)进行处理，实现管道b段的泄漏监测和定位；进入第三光环行器(A5)的光由c2端口传输到第三1×2耦合器(A8)，在第三1×2耦合器(A8)处，光按分光比1∶1被分成两束，其中一束光经过第三延迟光纤(E3)和第六1×2耦合器(A11)传输进入第三传感光纤(G3)，第三传感光纤(G3)中传输的光到达第三法拉第旋本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于混合干涉型分布式光纤的T型燃气管道泄漏监测装置，本装置包括光路系统(1)、分布式光纤传感系统(2)和信号处理系统(3)；所述的光路系统(1)包括光源(A1)、第一1×3光耦合器(A2)、第一光环行器(A3)、第二光环行器(A4)、第三光环行器(A5)、第一1×2光耦合器(A6)、第一延迟光纤(E1)、第一相位调制器(F1)、第二1×2光耦合器(A7)、第二延迟光纤(E2)、第二相位调制器(F2)、第三1×2光耦合器(A8)、第三延迟光纤(E3)、第三相位调制器(F3)、第四1×2光耦合器(A9)、第五1×2光耦合器(A10)、第六1×2光耦合器(A11)；所述的分布式光纤传感系统(2)包括第一传感光纤(G1)、第二传感光纤(G2)、第三传感光纤(G3)、第一法拉第旋转镜(D1)、第二法拉第旋转镜(D2)、第三法拉第旋转镜(D3)、固线器(A12)；其中，第一传感光纤(G1)和第一法拉第旋转镜(D1)、第二传感光纤(G2)和第二法拉第旋转镜(D2)、第三传感光纤(G3)和第三法拉第旋转镜(D3)分别形成三个干涉仪；所述的信号处理系统(3)包括第一光电转换器(B1)、第二光电转换器(B2)、第三光电转换器(B3)、第一解调模块(C1)、第二解调模块(C2)、第三解调模块(C3)、计算机(C4)；其特征在于：所述的光路系统(1)的光源(A1)与第一1×3光耦合器(A2)的一侧相连接，该第一1×3光耦合器(A2)另一侧的三个端口依次和第一光环行器(A3)的a1端口、第二光环行器(A4)的b1端口、第三光环行器(A5)的c1端口连接；第一光环行器(A3)的a2端口与第一1×2耦合器(A6)的一侧连接，该第一1×2耦合器(A6)的另一侧两端口分别通过第一延迟光纤(E1)和第一相位调制器(F1)与第四1×2耦合器(A9)一侧连接，第四1×2耦合器(A9)的另一侧端口通过第一传感光纤(G1)连接第一法拉第旋转镜(D1)，第一光环行器(A3)的a3端口通过第一单模光纤(H1)与第一光电转换器(B1)连接，第一光电转换器(B1)的输出端与第一解调模块(C1)连接，第一解调模块(C1)的输出端与计算机(C4)连接；第二光环行器(A4)的b2端口与第二1×2耦合器(A7)的一侧连接，该第二1×2耦合器(A7)的另一侧两端口分别通过第二延迟光纤(E2)和第二相位调制器(F2)与第五1×2耦合器(A10)一侧连接，第五1×2耦合器(A10)的另一侧一端口通过第二传感光纤(G2)连接第二法拉第旋转镜(D2)，第二光环行器(A4)的b3端口通过第二单模光纤(H2)与第二光电转换器(B2)连接，第二光电转换器(B2)的输出端与第二解调模块(C2)连接，第二解调模块(C2)的输出端与计算机(C4)连接；第三光环行器(A5)的c2端口与第三1×2耦合器(A8)的一侧连接，该第三1×2耦合器(A8)的另一侧两端口分别通过第三延迟光纤(E3)和第三相位调制器(F3)与第六1×2耦合器(A11)一侧连接，第六1×2耦合器(A11)的另一侧一端口通过第三传感光纤(G3)连接第三法拉第旋转镜(D3)，第三光环行器(A5)的c3端口通过第三单模光纤(H3)与第三光电转换器(B3)连接，第三光电转换器(B3)的输出端与第三解调模块(C3)连接，第三解调模块(C3)的输出端与计算机(C4)连接。...
【技术特征摘要】
1.基于混合干涉型分布式光纤的T型燃气管道泄漏监测装置，本装置包括光路系统(1)、分布式光纤传感系统(2)和信号处理系统(3)；所述的光路系统(1)包括光源(A1)、第一1×3光耦合器(A2)、第一光环行器(A3)、第二光环行器(A4)、第三光环行器(A5)、第一1×2光耦合器(A6)、第一延迟光纤(E1)、第一相位调制器(F1)、第二1×2光耦合器(A7)、第二延迟光纤(E2)、第二相位调制器(F2)、第三1×2光耦合器(A8)、第三延迟光纤(E3)、第三相位调制器(F3)、第四1×2光耦合器(A9)、第五1×2光耦合器(A10)、第六1×2光耦合器(A11)；所述的分布式光纤传感系统(2)包括第一传感光纤(G1)、第二传感光纤(G2)、第三传感光纤(G3)、第一法拉第旋转镜(D1)、第二法拉第旋转镜(D2)、第三法拉第旋转镜(D3)、固线器(A12)；其中，第一传感光纤(G1)和第一法拉第旋转镜(D1)、第二传感光纤(G2)和第二法拉第旋转镜(D2)、第三传感光纤(G3)和第三法拉第旋转镜(D3)分别形成三个干涉仪；所述的信号处理系统(3)包括第一光电转换器(B1)、第二光电转换器(B2)、第三光电转换器(B3)、第一解调模块(C1)、第二解调模块(C2)、第三解调模块(C3)、计算机(C4)；其特征在于：所述的光路系统(1)的光源(A1)与第一1×3光耦合器(A2)的一侧相连接，该第一1×3光耦合器(A2)另一侧的三个端口依次和第一光环行器(A3)的a1端口、第二光环行器(A4)的b1端口、第三光环行器(A5)的c1端口连接；第一光环行器(A3)的a2端口与第一1×2耦合器(A6)的一侧连接，该第一1×2耦合器(A6)的另一侧两端口分别通过第一延迟光纤(E1)和第一相位调制器(F1)与第四1×2耦合器(A9)一侧连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵亚，王强，吴琳琳，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33
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