[实用新型]一种水锤振动波线性光纤传感器阵列管道泄露定位系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光电传感技术领域，尤其是涉及一种水锤振动波线性光纤传感器阵列管道泄露定位系统。

背景技术

水锤效应(Water hammereffect)：水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就象锤子敲打一样,所以叫水锤。水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏阀门和水泵。电动水泵全电压起动时，在不到1s的时间内，即可从静止状态加速到额定转速，管道内的流量则从零增加到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，所以，流量的急剧变化将在管道内引起压强过高或过低的冲击，以及出现“空化”现象。压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”。水锤效应只和水本身的惯性有关系，和水泵没有关系。

水锤效应有极大的破坏性：压强过高，将引起管子的破裂，反之，压强过低又会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件。当切断电源而停机时，泵水系统的势能将克服电动机的惯性而命令系统急剧地停止，这也同样会引起压力的冲击和水锤效应。为了消除水锤效应的严重后果，在管路中需要受到一系列缓冲措施和设备。

水锤虽然破坏性较大，但是也可以利用水锤的产生的弹性波沿管道传输的特性来定位管道泄漏点。当固定频率的水锤振动波信号沿输水管道和水体向两侧传输过程中，如果管道没有裂纹或者泄露，那么弹性波的传输频率不会变化，传输能量会逐渐衰减；相反，如果管道有泄漏或者有暗裂纹存在，那么在弹性波扩散传输过程中，不仅能量会大幅度，同时会衍生出更多频率信号，弹性波频谱会发生明显扩展，根据频谱展宽和谐波分量的能量分布，就可以计算泄漏点的大小和泄漏量。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种水锤振动波线性光纤传感器阵列管道泄露定位系统，直接利用水锤振动波信号构造泄露预警系统的震源，根据数据采集系统采集到的水锤在管道上的xyz三个方向的强度和相位变化数据，分析结果可以判断泄漏点的位置和漏点大小。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种水锤振动波线性光纤传感器阵列管道泄露定位系统，包括设置在管道上的形成线性阵列的多个光纤阵列传感器，所述光纤阵列传感器包括光纤环形耦合振动传感器和光纤输出接口，所述光纤环形耦合振动传感器通过光纤输出接口连接探测器；

所述光纤环形耦合振动传感器包括保护外壳，所述保护外壳内底部固定设有阻尼器，所述阻尼器上方设有端盖，还包括光纤环，所述光纤环垂直成环并围绕阻尼器一周，所述光纤环通过单模光纤连接光纤输出接口。

进一步的，所述光纤输出接口通过单模光纤连接探测器。

进一步的，所述阻尼器与端盖通过螺丝锁紧。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种水锤振动波线性光纤传感器阵列管道泄露定位系统具有以下优势：本发明采用水锤作为激励震源的线性阵列光纤雷达定位系统，各个传感器信号采用光纤串联，回光信号经过光电转换成模拟电信号。根据水锤到达的时间分量、频率分量、振幅分量、相位分量等，测量管道沿线的泄漏和裂纹分布情况，实现泄漏预警监测。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种水锤振动波线性光纤传感器阵列管道泄露定位系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的光纤环形耦合振动传感器的结构示意图。

附图标记说明：

1-光纤环形耦合振动传感器；2-光纤输出接口；3-探测器；11-阻尼器；12-端盖；13-光纤环。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。