光纤复合管道及其监测系统技术方案

本申请公开了一种光纤复合管道及其监测系统，涉及管道安全监测技术领域，解决了现有技术中长距离管道安全监测难度大、监测精准度低和监测效果差的问题。本申请的主要技术方案为：光纤复合管道包括管道和复合在管道上的分布式光纤传感器，分布式光纤传感器沿管道轴向方向布置，分布式光纤传感器为光纤单元，光纤单元包括保护管和设在保护管内的用于采集和传递信号的光纤。光纤复合管道的监测系统，包括分布式光纤传感器、光纤温度信号、振动信号和应变信号解调仪。本实用新型专利技术可同时监测管道的泄漏、振动和应变情况，光纤单元和管道段长度匹配，可在数十米到四十公里内任意定制，系统定位精度在40km范围内可达到米级。

Optical fiber composite pipeline and its monitoring system

【技术实现步骤摘要】
光纤复合管道及其监测系统
本申请涉及管道监测
，具体涉及一种光纤复合管道及其监测系统。
技术介绍
管道输送的优势明显，人们的生产和生活已经离不开管道。但由于自然环境和输送介质的腐蚀、材质和施工的瑕疵以及人类施工开挖破坏以及地震等自然灾害的影响，管道会发生泄漏、爆管甚至爆炸事故。管道泄漏或爆管除了考虑其造成的严重经济损失外，它还会引起有害物质的泄漏，污染环境，甚至还会引起中毒、爆炸事故，危及人身安全。因此，管道初期的泄漏监测，以及对危及管道安全的地质灾害、机械、人工施工甚至恶意破坏管道、打孔偷盗行为的预警，显得尤为重要。传统的泄漏监测方法不能监测管道泄漏，更无法判断泄漏点位置及区域，并且不能对各种自然灾害、机械作业及人为操作等危害管道安全的危险事件进行实时监测和预警，另外，现有技术中对管道安全隐患的监测存在的不足有：点式传感器，不能满足长距离管道安全监测需求；传感器需要供电，不适合易燃易爆等管道的泄漏监测。
技术实现思路
本申请的目的在于提出一种光纤复合管道及其监测系统，解决了现有技术无法实施管道泄漏监测和爆管及开挖破坏预警的问题，本申请可对长距离管道进行全覆盖监测，在时间和空间上无监测盲区，分布式光纤传感器无源，解决了长距离管道沿途没有电源的问题，其不受电磁和雷电的干扰，监测效果好，本申请监测精度较高，精准定位安全隐患的位置，光纤单元可同时监测管道的泄漏、振动和应变情况，综合多种监测结果的复合判断提高了管道预警准确度。一种光纤复合管道，包括管道和复合在管道上的分布式光纤传感器，所述分布式光纤传感器沿所述管道轴向方向布置，所述分布式光纤传感器为光纤单元，所述光纤单元包括保护管和设置在所述保护管内的用于采集信号和传递信息的光纤。如上的，其中，所述管道包括工作管和外保护层，所述光纤单元设置在所述工作管和外保护层之间。如上的，其中，所述管道包括工作管、抗侧压铠装层、抗拉铠装层、保温层和外保护管，所述抗侧压铠装层包覆在所述工作管的外周侧，所述抗拉铠装层由多根扁钢紧密排列并螺旋式包覆在所述抗侧压铠装层的外周侧，所述外保护管包覆在所述抗拉铠装层外周侧，在一根或多根所述扁钢上开设有U形凹槽，所述凹槽沿所述扁钢全长开设，所述光纤单元沿所述凹槽延伸的方向嵌入所述凹槽内。如上的，其中，所述管道包括工作管、抗侧压铠装层、抗拉铠装层、保温层和外保护管，所述抗侧压铠装层包覆在所述工作管的外周侧，所述抗拉铠装层由多根扁钢和一根或多根与所述扁钢形状和几何尺寸相同的高分子材料扁条紧密排列并螺旋式包覆在所述抗侧压铠装层的外周侧，所述高分子材料扁条内置入所述光纤单元，所述保温层包覆在所述抗拉铠装层外周侧，所述外保护管包覆在所述保温层的外周侧。所述管道包括工作管、保温层和外保护管，所述保温层包覆在所述工作管的外周侧，所述外保护管包覆在所述保温层的外周侧，所述分布式光纤传感器沿所述工作管的轴向方向粘贴在所述保温层和所述外保护管之间。如上的，其中，所述分布式光纤传感器包括分布式温度传感器、分布式扰动传感器和分布式应变传感器。如上的，其中，所述分布式光纤传感器还包括分布式应变传感器，所述分布式应变传感器包括一对或多对光纤，两根光纤的远端熔接在一起，近端与光纤应变分析仪连接，其中，多对光纤分别设置不同的余长。一种光纤复合管道监测系统，包括分布式光纤传感器、设置在监控中心的监测系统和报警系统，监测系统包括光纤信号解调仪；所述光纤信号解调仪与所述分布式光纤传感器通信连接，所述光纤信号解调仪接收所述分布式光纤传感器采集的信息；所述报警系统与所述光纤信号解调仪通信连接，所述报警系统接收所述光纤信号解调仪发送的报警信息并发出预警信号。如上的，其中，所述光纤信号解调仪包括光纤温度信号解调仪、光纤振动信号解调仪和光纤应变信号解调仪，如上的，其中，所述报警系统包括远程通信服务器、预警控制中心和终端预警设备，所述预警控制中心通过所述远程通信服务器与所述光纤信号解调仪连接，所述预警控制中心接收所述光纤信号解调仪发送的监测信息，所述终端预警设备与所述预警控制中心通信连接。本申请实现的有益效果如下：(1)本申请的分布式光纤传感器可对管道进行全覆盖监测，在时间和空间上无监测盲区，分布式光纤传感器无源，解决了长距离管道沿途没有电源的问题，其不受电磁和雷电的干扰，监测效果好，其本质安全，适合在易燃易爆等高危恶劣环境中应用。(2)本申请通过实时监测管道工作管与外保护层之间温度场的温度变化、管道的异常振动和异常应变情况，及时发现管道初期的泄漏，以及危害管道安全的地质灾害、机械施工、人工施工甚至是恶意破坏管道或打孔偷盗等行为，从而保障管道的安全运营。(3)本申请的扰动监测系统可区分异常扰动事件的特征并对异常扰动事件的位置进行精准定位，从而精确的找到管道在什么位置发生什么样的安全隐患事件，提高预警效果。(4)本申请同时具有温度和振动监测装置，如果管道某处的温度和振动信号都发生了变化，综合分布式温度和振动两套系统监测的数据，能够精确判断管道发生了泄漏。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请的一种实施例的光纤复合管道的结构示意图。图2是本申请的另一种实施例的光纤复合管道的结构示意图。图3是本申请的光纤复合管道的监测系统的结构示意图。附图说明:1-管道，2-监测系统，3-报警系统，4-远程通信服务器，5-无线或有线网络，6-数据库，11-外保护层，12-分布式光纤传感器，13-保护管，14-光纤，20-工作管，21-抗侧压铠装层，22-抗拉铠装层，23-保温层，24-外保护管，31-预警控制中心，32-GIS信息监测设备，33-终端预警设备，34-数据访问接口。具体实施方式下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一如图1所示，一种光纤复合管道，包括管道1和复合在管道1上的分布式光纤传感器12，分布式光纤传感器12沿管道1轴向方向布置，分布式光纤传感器12为光纤单元，光纤单元包括保护管13和设置在保护管13内的用于采集信号和传递信息的光纤14。光纤单元和管道段长度匹配，可在数十米到四十公里内任意定制，系统的定位精度在40km范围内可达到米级。光纤单元中的光纤14采用单模G.652光纤，光纤14的芯数≥4芯，光纤14的余长根据管道热膨胀系数和设计允许应变参数确定。如图1所示，管道1包括工作管20和外保护层11，光纤单元粘贴在工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤复合管道，其特征在于，包括管道和复合在管道上的分布式光纤传感器，所述分布式光纤传感器沿所述管道轴向方向布置，所述分布式光纤传感器为光纤单元，所述光纤单元包括保护管和设置在所述保护管内的用于采集信号和传递信息的光纤。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤复合管道，其特征在于，包括管道和复合在管道上的分布式光纤传感器，所述分布式光纤传感器沿所述管道轴向方向布置，所述分布式光纤传感器为光纤单元，所述光纤单元包括保护管和设置在所述保护管内的用于采集信号和传递信息的光纤。


2.根据权利要求1所述的光纤复合管道，其特征在于，所述管道包括工作管和外保护层，所述光纤单元设置在所述工作管和所述外保护层之间。


3.根据权利要求1所述的光纤复合管道，其特征在于，所述管道包括工作管、抗侧压铠装层、抗拉铠装层、保温层和外保护管，所述抗侧压铠装层包覆在所述工作管的外周侧，所述抗拉铠装层由多根扁钢紧密排列并螺旋式包覆在所述抗侧压铠装层的外周侧，所述外保护管包覆在所述抗拉铠装层外周侧，在一根或多根所述扁钢上开设有U形凹槽，所述凹槽沿所述扁钢全长开设，所述光纤单元沿所述凹槽延伸的方向嵌入所述凹槽内。


4.根据权利要求1所述的光纤复合管道，其特征在于，所述管道包括工作管、抗侧压铠装层、抗拉铠装层、保温层和外保护管，所述抗侧压铠装层包覆在所述工作管的外周侧，所述抗拉铠装层由多根扁钢和一根或多根与所述扁钢形状和几何尺寸相同的高分子材料扁条紧密排列并螺旋式包覆在所述抗侧压铠装层的外周侧，所述高分子材料扁条内置入所述光纤单元，所述保温层包覆在所述抗拉铠装层外周侧，所述外保护管包覆在所述保温层的外周侧。


5.根据权利要求1所述的光纤复合管道，其特征在于，所述管道包括工作管、保温层和外保护管，所述保温层包覆在所述工作管的外周...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪宏，周抗冰，田晓波，张维光，王禹博，贾光存，朱新民，缪文韬，李海洋，
申请(专利权)人：北京百世通管道科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11