[实用新型]基于分布式光纤传感技术的燃气泄漏监测系统

说明书

本实用新型公开了一种基于分布式光纤传感技术的燃气泄漏监测系统，包括：数据服务器；若干下位探测系统，所述下位探测系统包括固定在燃气管道上的传感光纤、与所述传感光纤连接的探测单元、与所述探测单元通讯连接的处理单元，所述处理单元与所述数据服务器通讯连接；其中，所述探测单元包括用来向所述传感光纤发射光脉冲的发射模块，接收所述传感光纤中的后向散射的接收模块，与所述发射模块、接收模块连接的计时模块，与所述发射模块、接收模块连接的相位差测取模块，与所述相位差测取模块连接的光电信号转换模块，所述光电信号转换模块、计时模块与所述处理单元通讯连接。本实用新型监测管道整体的振动状态，分析管道泄漏状况并报警。

技术领域

本实用新型属于管道泄漏监测领域，具体涉及一种基于分布式光纤传感技术的燃气泄漏监测系统。

背景技术

燃气管道泄漏不仅会对燃气公司造成巨大的经济损失，诱发火灾污染环境，还会影响燃气用户的使用，甚者危及管道周边居民的人身安全。现存的管道泄漏检测方法有：分段式压法、磁力探伤法、负压力法等，需要花费大量人力和时间去检测，实时性差，效率相对较低。

长距离监测管道需要消耗大量人力物力成本，并且仍然存在工作失误导致监测不够完善造成事故的可能性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于分布式光纤传感技术的燃气泄漏监测系统，本实用新型能够监测管道整体的振动状态，分析管道泄漏状况并报警。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于分布式光纤传感技术的燃气泄漏监测系统，包括：

数据服务器；

若干下位探测系统，所述下位探测系统包括固定在燃气管道上的传感光纤、与所述传感光纤连接的探测单元、与所述探测单元通讯连接的处理单元，所述处理单元与所述数据服务器通讯连接；

其中，

所述探测单元包括用来向所述传感光纤发射光脉冲的发射模块，接收所述传感光纤中的后向散射的接收模块，与所述发射模块、接收模块连接的计时模块，与所述发射模块、接收模块连接的相位差测取模块，与所述相位差测取模块连接的光电信号转换模块，所述光电信号转换模块、计时模块与所述处理单元通讯连接；

无燃气泄漏时，所述相位差测取模块获取第一相位差，发生燃气泄漏时，所述相位差测取模块获取第二相位差，所述光电信号转换模块将所述第一相位差、第二相位差转化为电信号后传递给所述处理单元，所述处理单元将所述第一相位差与第二相位差做比较，当所述第一相位差与第二相位差的差值超过预设的阈值，所述处理单元产生报警信号并将所述报警信号传递给所述数据服务器。燃气泄漏时，由于燃气管内气压远大于管外，气流高速通过泄漏口，会造成该处的管体振动，该振动直接传递到紧固在管体上的传感光纤上，造成传感光纤的形变，该形变会引起传感光纤中光脉冲的后向散射的显著变化，泄漏越严重、振动越强、形变越大导致的后向散射的相位差变化也越大。基于此，处理单元只需将第一相位差与第二相位差两相比较，即可推知各个传感光纤处的振动状况。

所述传感光纤为单模光纤，所述单模光纤的长度为45-55km，进一步地，所述单模光纤的长度为50km。

考虑到发射的光脉冲，其周期为0.5ms，为了防止第一束光脉冲发射后的后向反射信号与第二束光脉冲发生混叠，就要求光脉冲必须在脉冲周期内完成往返，该往返的最大距离与0.5ms这一周期对应。

考虑光在光纤中传输的速度 v=c/n（c为光速，n为折射率），n=1.5，v大概是2x108m/s，v乘以0.5ms除以2结果大约就是光纤的长度50km。考虑信号的实时性，应该是周期值越小实时性越强，但是周期值越小探测距离也会减小，所以需要均衡考虑探测距离与实时性。同时光信号传播是有衰减的，距离过长导致尾端信号衰减严重，难以识别，所以50km是综合探测距离与探测实时性后的有效选择。