一种适用于管道泄漏监测的光纤传感系统技术方案

本发明专利技术提供了一种适用于管道泄漏监测的光纤传感系统，包括：泵浦激光器、波分复用器、至少一个安装在管道内的光纤水听器、迈克尔逊干涉仪、光纤相位解调仪，泵浦激光器以及迈克尔逊干涉仪均与波分复用器连接，波分复用器与光纤水听器连接，光纤相位解调仪与迈克尔逊干涉仪连接。将光纤水听器的敏感区域安装在管道内，减少外部环境对监测结果的影响。通过光纤水听器对管道内次声波信号的监测，实现对长距离管道的实时泄漏情况进行监测。灵敏度高、安装施工简单、不易受外部环境干扰，实现对水声的实时高精度的检测。的实时高精度的检测。的实时高精度的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于管道泄漏监测的光纤传感系统


[0001]本专利技术涉及油气管道泄漏监测
，尤其涉及一种适用于管道泄漏监测的光纤传感系统。

技术介绍

[0002]油气管道运输拥有安全可靠、消耗小和成本低等优点，使其成为世界上应用最广的油气运输手段，同时也是油气运输的主要手段。随着管道油气运输行业的发展，管道的安全性也逐渐成为全民关注的问题。管道泄漏事故一旦发生，会造成巨大经济损失，污染当地生态环境。泄漏地点如果发生在居民区，有可能造成人员伤亡。
[0003]现有的管道泄漏监测技术主要采用压力、流量、温度等传感器进行监测。专利名称一种适用于长距离海管泄漏监测的传感器CN112944222A的专利，公开了一种基于干涉式光纤振动传感器的管道泄漏监测传感器。该传感系统在管道上隔一段距离安装一个光纤振动传感器，通过监测管道的振动信号实现对管道泄漏的监测。利用干涉式光纤传感器便于成阵的优点实现长距离的海管泄漏监测。专利名称一种次声波管道泄漏监测装置CN115507312A的专利，公开了一种利用电子次声波检测器监测管道的泄漏装置。该装置通过上下夹板的铰接将次声波检测器夹紧固定在被测管道上，提升装置对不同规格油气管道的连接夹持效果，增加次声波检测器和被测管道的耦合效果。现有传感器的灵敏度和精度有限，为实现管道的全面监测，需要每隔一段距离安装一个传感器，安装和施工较为复杂。传感器安装在管道表面，容易受周围环境的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种适用于管道泄漏监测的光纤传感系统。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种适用于管道泄漏监测的光纤传感系统，包括：泵浦激光器、波分复用器、至少一个安装在管道内的光纤水听器、迈克尔逊干涉仪、光纤相位解调仪，所述泵浦激光器以及所述迈克尔逊干涉仪均与所述波分复用器连接，所述波分复用器与所述光纤水听器连接，所述光纤相位解调仪与所述迈克尔逊干涉仪连接。
[0006]采用本专利技术技术方案的有益效果是：当管道发生损坏或破坏发生泄漏时，泄漏处附近会产生相应的次声波信号。次声波信号会引起装在管道内部的光纤水听器的波长发生变化，经迈克尔逊干涉仪后将波长变化转换为相位变化，相位的变化量由光纤相位解调仪解调得出。将光纤水听器的敏感区域安装在管道内，减少外部环境对监测结果的影响。通过光纤水听器对管道内次声波信号的监测，实现对长距离管道的实时泄漏情况进行监测。灵敏度高、安装施工简单、不易受外部环境干扰，实现对水声的实时高精度的检测。
[0007]进一步地，还包括：场站、多个管道根部阀组、第一阀室、油气管道以及第二阀室，所述场站与所述第一阀室和所述第一阀室与所述第二阀室之间分别通过油气管道连接，多
个所述管道根部阀组安装在油气管道上，光纤水听器有多个，多个所述光纤水听器安装在场站、第一阀室以及第二阀室管道内的进口端和出口端。
[0008]采用上述进一步技术方案的有益效果是：光纤水听器灵敏度高，只需在管道场站或阀室的进出端管道安装光纤水听器，无需将整个管道安装上传感器，安装相对简单，施工成本相对较低。
[0009]进一步地，多个所述光纤水听器一一对应安装在多个所述管道根部阀组中。
[0010]采用上述进一步技术方案的有益效果是：光纤水听器灵敏度高，只需在管道场站或阀室的进出端管道安装光纤水听器，无需将整个管道安装上传感器，安装相对简单，施工成本相对较低。
[0011]进一步地，所述波分复用器与所述光纤水听器、所述泵浦激光器与所述波分复用器和所述迈克尔逊干涉仪与所述光纤相位解调仪均通过光纤连接。
[0012]采用上述进一步技术方案的有益效果是：便于各个部件之间的信号传输，提高传输效率。
[0013]进一步地，所述光纤为单模玻璃光纤。
[0014]采用上述进一步技术方案的有益效果是：单模光纤相比于多模光纤可支持更长传输距离，单模光纤的传输损耗、传输色散都比较小。传输损耗小可以使得信号在光纤中传输的距离更远一些，传输色散小有利于高速大容量的数据的传输。
[0015]进一步地，所述波分复用器通过光纤耦合器与多个所述光纤水听器连接。
[0016]采用上述进一步技术方案的有益效果是：光纤耦合器使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去。
[0017]进一步地，所述光纤耦合器为1*2耦合器。
[0018]采用上述进一步技术方案的有益效果是：光纤耦合器使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去。
[0019]进一步地，所述迈克尔逊干涉仪通过隔离器与所述波分复用器连接。
[0020]采用上述进一步技术方案的有益效果是：隔离器将输入信号进行转换输出。输入、输出和工作电源三者相互隔离，保持光源谱纯度。
[0021]进一步地，所述光纤相位解调仪连接有5G终端设备。
[0022]采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过5G联网技术将各个位置的光纤水听器数据统一上传至服务器，方便进行大数据处理。
[0023]进一步地，所述光纤水听器为分布反馈式光纤水听器。
[0024]采用上述进一步技术方案的有益效果是：分布反馈式光纤水听器将水下声信号转换为电信号。灵敏度高，分布反馈式光纤水听器只需在管道场站或阀室的进出端管道安装光纤水听器，无需将整个管道安装上传感器，安装相对简单，施工成本相对较低。
[0025]本专利技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例提供的适用于管道泄漏监测的光纤传感系统的结构示意图之一。
[0027]图2为本专利技术实施例提供的适用于管道泄漏监测的光纤传感系统的结构示意图之二。
[0028]附图标号说明：1、场站；2、管道根部阀组；3、第一阀室；4、油气管道；5、第二阀室；6、泵浦激光器；7、波分复用器；8、光纤；9、光纤耦合器；10、光纤水听器；11、隔离器；12、迈克尔逊干涉仪；13、光纤相位解调仪；14、5G终端设备。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0030]如图1和图2所示，本专利技术实施例提供了一种适用于管道泄漏监测的光纤传感系统，包括：泵浦激光器6、波分复用器7、至少一个安装在管道内的光纤水听器10、迈克尔逊干涉仪12、光纤相位解调仪13，所述泵浦激光器6以及所述迈克尔逊干涉仪12均与所述波分复用器7连接，所述波分复用器7与所述光纤水听器10连接，所述光纤相位解调仪13与所述迈克尔逊干涉仪12连接。
[0031]采用本专利技术技术方案的有益效果是：当管道发生损坏或破坏发生泄漏时，泄漏处附近会产生相应的次声波信号。次声波信号会引起装在管道内部的光纤水听器的波长发生变化，经迈克尔逊干涉仪后将波长变化转换为相位变化，相位的变化量由光纤相位解调仪解调得出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于管道泄漏监测的光纤传感系统，其特征在于，包括：泵浦激光器(6)、波分复用器(7)、至少一个安装在管道内的光纤水听器(10)、迈克尔逊干涉仪(12)、光纤相位解调仪(13)，所述泵浦激光器(6)以及所述迈克尔逊干涉仪(12)均与所述波分复用器(7)连接，所述波分复用器(7)与所述光纤水听器(10)连接，所述光纤相位解调仪(13)与所述迈克尔逊干涉仪(12)连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于管道泄漏监测的光纤传感系统，其特征在于，还包括：场站(1)、多个管道根部阀组(2)、第一阀室(3)、油气管道(4)以及第二阀室(5)，所述场站(1)与所述第一阀室(3)和所述第一阀室(3)与所述第二阀室(5)之间分别通过油气管道(4)连接，多个所述管道根部阀组(2)安装在油气管道(4)上，光纤水听器(10)有多个，多个所述光纤水听器(10)安装在场站(1)、第一阀室(3)以及第二阀室(5)管道内的进口端和出口端。3.根据权利要求2所述的一种适用于管道泄漏监测的光纤传感系统，其特征在于，多个所述光纤水听器(10)一一对应安装在多个所述管道根部阀组(2)中。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪超，马云宾，吴张中，李秋娟，刘泽年，刘晓明，王鹏，王立坤，张丽稳，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：