基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测方法。具体包括光纤声波传感器、传感光纤及锁紧片；其中，所述光纤声波传感器与所述传感光纤连接，所述传感光纤通过所述锁紧片缠绕安装于待测装置外表面，当待测装置发生振动时，传感光纤内的光线由于弹光效应发生变化，则可通过检测光线变化监测振动事件，解决了现有技术中地下管道网络的监测手段有限，需要大量使用人工的技术问题，达到了在无需人工勘探的前提下，达到了实时监测地下管道网络的技术效果，拓宽了使用场景。拓宽了使用场景。拓宽了使用场景。

Real time monitoring method of water supply and drainage network based on distributed optical fiber sensing

【技术实现步骤摘要】
基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测方法


[0001]本专利技术实施例涉及安全监测
，尤其涉及一种基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测方法。

技术介绍

[0002]城市地下管网密布，供水管道随着用水量的逐年攀升，管道不断增多，管道的服役时间增加，由于管道腐蚀，自然灾害和人为损坏等因素使得管道安全变得日益严峻。管道的泄露不仅给老百姓日常生活用水带来不利，同时会带来巨大的经济和环境损失，甚至给人们的生命财产安全造成巨大的威胁。
[0003]然而，现有的供水管网状态监测的手段存在诸多问题，例如对城市地下管网的健康监测手段有限，尤其缺乏在不影响道路正常运行以及使用条件下；其次，现阶段的监测手段更多的仍然采用传统的人工勘探方法，离线式噪声仪等，但仅靠现有方法不可能实现对整个管网状态进行实时监测。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测装置，以实现对整个管网状态进行实时监测的技术效果。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测装置，包括光纤声波传感器、传感光纤及锁紧片；其中，所述光纤声波传感器与所述传感光纤连接，所述传感光纤通过所述锁紧片缠绕安装于待测装置外表面。
[0006]优选地，所述锁紧片包括金属弹片及固定于金属弹片内侧的压块，所述传感光纤安装于所述金属弹片及固定于金属弹片内侧的压块之间。
[0007]优选地，还包括活动安装座；所述活动安装座每隔预设长度固定安装所述传感光纤。
[0008]优选地，所述传感光纤采用单模光纤，沿供排水管网固定安装，所述待测装置包括消火栓及阀门。
[0009]优选地，所述光纤声波传感器包括激光器、分光器、传感光纤及信号处理装置；所述激光器与所述分光器连接，所述分光器与所述传感光纤及所述信号处理装置连接；其中，
[0010]所述激光器，用于提供初始光信号；
[0011]所述传感光纤，用于当所述待测装置振动时，根据弹光效应内部光线的折射率及长度产生微小变化；
[0012]所述分光器，用于将所述激光器发送的初始光信号及所述传感光纤返回的监测光信号按照预设比例分光后发送至所述信号处理装置；
[0013]所述信号处理装置，用于计算所述初始光信号分光后的光信号及所述监测光信号分光后的光信号得到所述初始光信号分光后的光强及所述监测光信号分光后的光强。
[0014]优选地，所述基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测电路还包括显示装
置；所述显示装置与所述信号处理装置连接；其中，
[0015]所述显示装置，用于对所述初始光信号分光后的光强及所述监测光信号分光后的光强以图表的方式进行显示对比。
[0016]优选地，所述信号处理装置包括探测器、数据采集电路及数据处理电路；所述探测器与所述分光器连接，所述数据采集电路与所述探测器连接，所述数据处理电路与所述数据采集电路连接；其中，
[0017]所述探测器，用于将所述初始光信号分光后的光信号及所述监测光信号分光后的光信号转化为电信号；
[0018]所述数据采集电路，采集所述电信号，并将其转换为数字信号；
[0019]所述数据处理电路，用于根据所述数字信号得到所述初始光信号分光后的光强及所述监测光信号分光后的光强。
[0020]本申请还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的光纤声波传感器。
[0021]本申请还提出一种基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测设备，所述基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测设备包括如上所述的基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测装置。
[0022]本申请还提出一种基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0023]激光器提供初始光信号；
[0024]传感光纤在所述待测装置振动时，根据弹光效应内部光线的折射率及长度产生微小变化；
[0025]分光器将所述激光器发送的初始光信号及所述传感光纤返回的监测光信号按照预设比例分光后发送至信号处理装置；
[0026]所述信号处理装置计算所述初始光信号分光后的光信号及所述监测光信号分光后的光信号得到所述初始光信号分光后的光强及所述监测光信号分光后的光强。
[0027]本专利技术中传感光纤通过所述锁紧片缠绕安装于待测装置外表面，当待测装置发生振动时，传感光纤内的光线由于弹光效应发生变化，则可通过检测光线变化监测振动事件，解决了现有技术中地下管道网络的监测手段有限，需要大量使用人工的技术问题，达到了在无需人工勘探的前提下，达到了实时监测地下管道网络的技术效果，拓宽了使用场景。
附图说明
[0028]图1是本专利技术任务自动配置电路中一实施例的功能模块图；
[0029]图2是本专利技术任务自动配置电路中另一实施例的功能模块图；
[0030]图3是本专利技术任务自动配置电路中另一实施例的功能模块图。
[0031]附图标记说明：
[0032]100
‑
激光器，200
‑
分光器，300
‑
信号处理装置，400
‑
显示装置。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便
于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0034]本专利技术提出一种基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测装置，包括光纤声波传感器、传感光纤及锁紧片；其中，所述光纤声波传感器与所述传感光纤连接，所述传感光纤通过所述锁紧片缠绕安装于待测装置外表面。
[0035]需要说明的是，本申请的监测装置基于相干瑞利散射的原理，利用光纤对声波振动的敏感特性，当外界的振动作用于传感光纤上时，由于弹光效应，光纤的折射率、长度将产生微小变化，从而导致光纤内传输信号的相位变化，使得光强发生变化；当外界振动导致相位发生变化时会使得该点的信号强度发生变化，通过检测振动前后信号的强度变化，即可实现振动事件的探测。
[0036]具体地，所述锁紧片包括金属弹片及固定于金属弹片内侧的压块，所述传感光纤安装于所述金属弹片及固定于金属弹片内侧的压块之间。
[0037]易于理解的是，由于需要光纤采集环境的振动事件，传统的固定方式例如粘连、捆扎等方式不利于光纤的振动发生，这对振动事件的采集存在一定的影响，因此需要采用新的固定方式，本申请使用金属弹片配合压块的方式固定传感光纤，光纤与锁紧片的接触面积小，有利于采集振动事件。
[0038]本实施例的技术方案中传感光纤通过所述锁紧片缠绕安装于待测装置外表面，当待测装置发生振动时，传感光纤内的光线由于弹光效应发生变化，则可通过检测光线变化监测振动事件，解决了现有技术中地下管道网络的监测手段有限，需要大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测装置，其特征在于，包括光纤声波传感器、传感光纤及锁紧片；其中，所述光纤声波传感器与所述传感光纤连接，所述传感光纤通过所述锁紧片缠绕安装于待测装置外表面。2.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测装置，其特征在于，所述锁紧片包括金属弹片及固定于金属弹片内侧的压块，所述传感光纤安装于所述金属弹片及固定于金属弹片内侧的压块之间。3.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测装置，其特征在于，还包括活动安装座；所述活动安装座每隔预设长度固定安装所述传感光纤。4.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测装置，其特征在于，所述传感光纤采用单模光纤，沿供排水管网固定安装，所述待测装置包括消火栓及阀门。5.根据权利要求1所述的基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测装置，其特征在于，所述光纤声波传感器包括激光器、分光器及信号处理装置；所述激光器与所述分光器连接，所述分光器与所述传感光纤及所述信号处理装置连接；其中，所述激光器，用于提供初始光信号；所述传感光纤，用于当所述待测装置振动时，根据弹光效应内部光线的折射率及长度产生微小变化；所述分光器，用于将所述激光器发送的初始光信号及所述传感光纤返回的监测光信号按照预设比例分光后发送至所述信号处理装置；所述信号处理装置，用于计算所述初始光信号分光后的光信号及所述监测光信号分光后的光信号得到所述初始光信号分光后的光强及所述监测光信号分光后的光强。6.根据权利要求5所述的基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监测电路，其特征在于，所述基于分布式光纤传感的供排水管网状态实时监...

【专利技术属性】
技术研发人员：冼峰，茹晓春，邱枫，周兴国，刘守咏，
申请(专利权)人：上海信管网络科技有限公司华迪计算机集团有限公司上海分公司，
类型：发明
国别省市：