气体泄漏监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种气体泄漏监测系统，属于气体泄漏监测领域。该气体泄漏监测系统包括：顺次连接的激光器、光纤传感器组件、光电转化模块；顺次连接的电信号采集模块、电信号处理模块、报警信号输出模块，电信号采集模块与光电转化模块连接，电信号处理模块与激光器连接；激光器用于向光纤传感器发射激光；光纤传感器用于使激光生成第一干涉光波信号，并利用气体泄漏所产生的超声波使激光生成第二干涉光波信号；光电转化模块用于使第一干涉光波信号、第二干涉光波信号转化成第一电信号、第二电信号，通过电信号采集模块传输至电信号处理模块；电信号处理模块用于判断待监测区域是否发生气体泄漏，将判断结果通过报警信号输出模块输出。

Gas leakage monitoring system

The utility model discloses a gas leakage monitoring system, which belongs to the field of gas leakage monitoring. The gas leakage monitoring system includes: sequentially connected laser, optical fiber sensor module, photoelectric conversion module; sequentially connected electrical signal acquisition module, electrical signal processing module, alarm signal output module, electrical signal acquisition module and photoelectric conversion module, electrical signal processing module and laser connection; laser is used to transmit laser to optical fiber sensor; optical fiber transmission The sensor is used to make the laser generate the first interference light wave signal, and make the laser generate the second interference light wave signal by using the ultrasonic wave generated by gas leakage; the photoelectric conversion module is used to convert the first interference light wave signal and the second interference light wave signal into the first electric signal and the second electric signal, which are transmitted to the electric signal processing module through the electric signal acquisition module; the electric signal processing module is used to Judge whether there is gas leakage in the area to be monitored, and output the result through the alarm signal output module.

【技术实现步骤摘要】
气体泄漏监测系统
本技术涉及气体泄漏监测领域，特别涉及一种气体泄漏监测系统。
技术介绍
对于地面上的压力气体管道、容器而言，例如天然气管道场站、页岩气采气井平台等区域内的管道、容器，易受焊接施工质量、腐蚀、管件质量等因素影响而导致气体(例如天然气)泄漏，这不仅会导致经济损失，而且也易产生安全事故。因此，有必要对上述区域是否发生气体泄漏进行及时、有效地监测。现有技术一般利用流量压力表，并通过压力梯度法、互相关法等方法判断待监测区域内的压力气体管道、容器是否发生气体泄漏。设计人发现现有技术至少存在以下问题：现有技术只有在待监测区域内的压力气体管道、容器发生大量气体泄漏情况下，才能进行监测，具有漏报率高的特点。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种气体泄漏监测系统，可以解决上述技术问题。所述技术方案如下：一种气体泄漏监测系统，所述气体泄漏监测系统包括：通过光纤顺次连接的激光器、光纤传感器组件、光电转化模块；以及通过电线顺次连接的电信号采集模块、电信号处理模块、报警信号输出模块，所述电信号采集模块通过电线与所述光电转化模块连接，所述电信号处理模块通过电线与所述激光器连接；所述激光器用于向所述光纤传感器发射激光；所述光纤传感器组件用于当待监测区域未发生气体泄漏时，使所述激光生成第一干涉光波信号，以及当所述待监测区域发生气体泄漏时，利用气体泄漏所产生的超声波使激光生成第二干涉光波信号；所述光电转化模块用于接收所述第一干涉光波信号、所述第二干涉光波信号，并将所述第一干涉光波信号、所述第二干涉光波信号分别转化成第一电信号、第二电信号，之后将所述第一电信号、所述第二电信号通过所述电信号采集模块传输至所述电信号处理模块；所述电信号处理模块用于调节所述激光器所发射激光的频率，并根据所接收的电信号判断所述待监测区域是否发生气体泄漏，并将判断结果通过所述报警信号输出模块输出；其中，所述光纤传感器组件包括多个光纤传感器；所述气体泄漏监测系统还包括：通过光纤设置在所述激光器与多个所述光纤传感器之间的光分束器；所述光分束器用于使所述激光分束成多路第一子激光，并将每路所述第一子激光传输至对应的所述光纤传感器；所述光纤传感器包括：N×N类型的光分束/合束器、2个法拉第反射镜、多个传输光纤，N为大于2的整数；所述光分束/合束器的输入端通过光纤与所述光分束器连接，输出端通过光纤与所述光电转化模块连接；每个所述法拉第反射镜均通过对应的所述传输光纤与所述光分束/合束器的分束/合束端连接。在一种可能的设计方式中，至少一个所述传输光纤上设置有增敏件。在一种可能的设计方式中，所述增敏件包括：增敏圆筒、以及设置在所述增敏圆筒上的敏感光纤；所述敏感光纤的第一端、第二端均与对应的所述传输光纤连接。在一种可能的设计方式中，所述敏感光纤为弯曲不敏感单模光纤。在一种可能的设计方式中，所述光纤传感器还包括：防尘保护罩；所述增敏件位于所述防尘保护罩内。在一种可能的设计方式中，至少一个所述传输光纤上设置有延迟光纤。在一种可能的设计方式中，所述报警信号输出模块包括：分别通过光纤与所述电信号处理模块连接的报警器、管理平台。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：本技术实施例提供的气体泄漏监测系统，通过激光器、光纤传感器组件的配合，使得当待监测区域未发生气体泄漏时，将激光生成第一干涉光波信号，以及当待监测区域发生气体泄漏时，利用气体泄漏所产生的超声波使激光生成第二干涉光波信号；以及，通过光电转化模块、电信号采集模块、电信号处理模块与报警信号输出模块的配合，可根据由第一干涉光波信号、第二干涉光波信号所转化成的第一电信号、第二电信号，能有效判断待监测区域内的气体压力管道或容器是否发生气体泄漏；另外，通过将电信号处理模块5与激光器1电性连接，可以提高气体泄漏监测系统的灵敏度。综上所述，本技术实施例提供的气体泄漏监测系统，利用地面上的压力气体管道、容器的气体泄漏所产生超声波改变激光相位的原理，来监测待监测区域是否发生气体泄漏，具有灵敏度高、误报率低、漏报率低、报警速度快的特点，可避免受到压力气体管道、容器气体泄漏量大小的影响；另外，由于光纤传感器为无源的光器件，可避免受到电磁的干扰，扩大使用范围。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的气体泄漏监测系统的结构框图；图2是本技术实施例提供的一类光纤传感器与光电转化模块、光分束器之间的连接示意图；图3是本技术实施例提供的增敏件的结构示意图；图4是本技术实施例提供的另一类光纤传感器的结构示意图；图5是本技术实施例提供的另一类光纤传感器的结构示意图。其中，附图中的各个标号说明如下：1-激光器；2-光纤传感器组件；2a-光纤传感器；21-光分束/合束器；22-法拉第反射镜；23-传输光纤；24-增敏件；241-增敏圆筒；242-敏感光纤；25-防尘保护罩；26-延迟光纤；3-光电转化模块；4-电信号采集模块；5-电信号处理模块；6-报警信号输出模块；61-报警器；62-管理平台；7-光分束器。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。本技术实施例提供了一种气体泄漏监测系统，如附图1所示，该气体泄漏监测系统包括：通过光纤顺次连接的激光器1、光纤传感器组件2、光电转化模块3；以及通过电线顺次连接的电信号采集模块4、电信号处理模块5、报警信号输出模块6，电信号采集模块4通过电线与光电转化模块3连接，电信号处理模块5通过电线与激光器1连接；激光器1用于向光纤传感器组件2发射激光；光纤传感器组件2用于当待监测区域未发生气体泄漏时，使激光生成第一干涉光波信号，以及当待监测区域发生气体泄漏时，利用气体泄漏所产生的超声波使激光生成第二干涉光波信号；光电转化模块3用于接收第一干涉光波信号、第二干涉光波信号，并将第一干涉光波信号、第二干涉光波信号分别转化成第一电信号、第二电信号，之后将第一电信号、第二电信号通过电信号采集模块4传输至电信号处理模块5；电信号处理模块5用于调节激光器1所发射激光的频率，并根据所接收的电信号判断待监测区域是否发生气体泄漏，并将判断结果通过报警信号输出模块6输出。下面就本技术实施例提供的气体泄漏监测系统的工作原理给予描述：在应用时，先将该气体泄漏监测系统的光纤传感器组件2安装至待监测区域内。之后，利用电信号处理模块5调节激光器1待发射激光的频率，并利用激光器1向光纤传感器组件2发射激光。当待监测区域中的气体压力管道或容器未发生气体泄漏时，利用光纤传感器组件2使激光生成第一干涉光波信号。而当待监测区域发生气体泄漏时，利用气体泄漏所产生的超声波使激光生成第二干涉光波信号。之后，利用光纤传感器组件2将第一干涉光波信号、第二干涉光波信号传输至光电转化模块3中。利用光电转化模块3将第一干涉光波信号转化成第一电信号，以及将第二干涉光波信号转成第二电信号。之后，将第一电信号或第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体泄漏监测系统，其特征在于，所述气体泄漏监测系统包括：通过光纤顺次连接的激光器(1)、光纤传感器组件(2)、光电转化模块(3)；以及通过电线顺次连接的电信号采集模块(4)、电信号处理模块(5)、报警信号输出模块(6)，所述电信号采集模块(4)通过电线与所述光电转化模块(3)连接，所述电信号处理模块(5)通过电线与所述激光器(1)连接；所述激光器(1)用于向所述光纤传感器组件(2)发射激光；所述光纤传感器组件(2)用于当待监测区域未发生气体泄漏时，使所述激光生成第一干涉光波信号，以及当所述待监测区域发生气体泄漏时，利用气体泄漏所产生的超声波使所述激光生成第二干涉光波信号；所述光电转化模块(3)用于接收所述第一干涉光波信号、所述第二干涉光波信号，并将所述第一干涉光波信号、所述第二干涉光波信号分别转化成第一电信号、第二电信号，之后将所述第一电信号、所述第二电信号通过所述电信号采集模块(4)传输至所述电信号处理模块(5)；所述电信号处理模块(5)用于调节所述激光器(1)所发射激光的频率，并根据所接收的电信号判断所述待监测区域是否发生气体泄漏，并将判断结果通过所述报警信号输出模块(6)输出；其中，所述光纤传感器组件(2)包括多个光纤传感器(2a)；所述气体泄漏监测系统还包括：通过光纤设置在所述激光器(1)与多个所述光纤传感器(2a)之间的光分束器(7)；所述光分束器(7)用于使所述激光分束成多路第一子激光，并将每路所述第一子激光传输至对应的所述光纤传感器(2a)；所述光纤传感器(2a)包括:N×N类型的光分束/合束器(21)、2个法拉第反射镜(22)、多个传输光纤(23)，N为大于2的整数；所述光分束/合束器(21)的输入端通过光纤与所述光分束器(7)连接，输出端通过光纤与所述光电转化模块(3)连接；每个所述法拉第反射镜(22)均通过对应的所述传输光纤(23)与所述光分束/合束器(21)的分束/合束端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种气体泄漏监测系统，其特征在于，所述气体泄漏监测系统包括：通过光纤顺次连接的激光器(1)、光纤传感器组件(2)、光电转化模块(3)；以及通过电线顺次连接的电信号采集模块(4)、电信号处理模块(5)、报警信号输出模块(6)，所述电信号采集模块(4)通过电线与所述光电转化模块(3)连接，所述电信号处理模块(5)通过电线与所述激光器(1)连接；所述激光器(1)用于向所述光纤传感器组件(2)发射激光；所述光纤传感器组件(2)用于当待监测区域未发生气体泄漏时，使所述激光生成第一干涉光波信号，以及当所述待监测区域发生气体泄漏时，利用气体泄漏所产生的超声波使所述激光生成第二干涉光波信号；所述光电转化模块(3)用于接收所述第一干涉光波信号、所述第二干涉光波信号，并将所述第一干涉光波信号、所述第二干涉光波信号分别转化成第一电信号、第二电信号，之后将所述第一电信号、所述第二电信号通过所述电信号采集模块(4)传输至所述电信号处理模块(5)；所述电信号处理模块(5)用于调节所述激光器(1)所发射激光的频率，并根据所接收的电信号判断所述待监测区域是否发生气体泄漏，并将判断结果通过所述报警信号输出模块(6)输出；其中，所述光纤传感器组件(2)包括多个光纤传感器(2a)；所述气体泄漏监测系统还包括：通过光纤设置在所述激光器(1)与多个所述光纤传感器(2a)之间的光分束器(7)；所述光分束器(7)用于使所述激光分束成多路第一子激光，并将每路所述第一子激光传输至对...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，赵岩，郭戈，赵锋，厉宇，侯志相，李锐，李维，李刚，杨文明，陈静，王文星，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油管道局工程有限公司，中国石油天然气管道通信电力工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11