[发明专利]一种基于分布式光纤测温技术的管道泄漏监测试验装置及试验方法在审
申请号: | 202011627510.3 | 申请日: | 2020-12-31 |
公开(公告)号: | CN112697300A | 公开(公告)日: | 2021-04-23 |
发明(设计)人: | 陈智;刘伟民;杜国锋;肖衡林;刘永莉;马强;宋钢兵;付勤友;徐静;薛甜田 | 申请(专利权)人: | 湖北工业大学 |
主分类号: | G01K11/32 | 分类号: | G01K11/32;F17D5/02 |
代理公司: | 武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 42222 | 代理人: | 杨宏伟 |
地址: | 430068 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 分布式 光纤 测温 技术 管道 泄漏 监测 试验装置 试验 方法 | ||
本发明公开了一种基于分布式光纤测温技术的管道泄漏监测试验装置及试验方法,试验装置包括储罐、测温光纤、测温主机、供给总管、回流总管、增压泵及多个测试管道,多个测试管道并联在供给总管和回流总管之间,增压泵抽取储罐内的流体介质加压后通过供给总管从多个测试管道一端进入,另一端流出,最后经过回流总管回到储罐,实现流体介质循环,所述测试管道上根据试验需要开设有相同或者不同尺寸的渗漏孔,测温光纤缠绕在测试管道表面后与测试主机相连。通过测温光纤检测测试管道表面温度变化与泄漏量的对应关系,即可判断漏点。本发明成本低廉,实现了全方位自动检测,大大降低了管道维护成本。
技术领域
本发明属于管廊管道渗漏监测技术领域,具体为一种基于分布式光纤测温技术的管道泄 漏监测试验装置及试验方法。
背景技术
管廊管道是指将电力、通信、燃气、给排水、热力等市政公用管线集中布设在同一地下 建造的隧道空间内,进行综合开发利用,以节约城市建设用地,便于统一规划管理,美化城 市的景观。管廊管道对公用管线统一规划,有效减少管线事故道路频繁开挖对路面质量及环 境的影响,同时缩短施工工期、提高空间利用率,其综合技术经济效益远高于所增加的初期 建设投资。
由于管廊管道内部整合了维持城市功能的自来水、煤气、电力、通信管线,在人口较为 密集的现代城市的地下空间中分布着大量天然气、暖气等高压输气管道,存在火灾的危险性。 如电力电缆短路、过载,油气管道渗漏等。加之管廊内敷设类型不一、数量众多的管道,一 种管道发生渗漏,会对众多管道的运输产生影响。
现有市场上的管道渗漏监测方法主要有探测球法,负压波法,热红外成像技术,以及分 布式光纤传感技术。探测球法其原理就是利用探测球跟随流体一起运动的过程中,在管道内 采集大量的数据,分析判断管道是否发生了泄漏,精度高,但是造价也极高,不适用于大范 围管道渗漏监测。负压波法原理比较简单,它是根据压力信号的突变和泄漏产生的负压波传 播到上下游的时间差,实现泄漏检测与定位。但是负压波法由于不具备相应的噪声过滤系统, 通常需要增加阈值以区别管线是否真正泄漏还是由于噪声所以引起的误报,增加阈值的结果 是要么产生了大量的误报,要么就是明显降低了系统的灵敏度,影响检测性能。热红外成像 技术的原理为,管道泄漏时,周围土壤温度会由于液体的泄漏而发生温度的变化,此时,通 过热红外成像技术感知到这种异常的变化,将其与事先记录的土壤温度分布图进行对比,从 而检测液体管道的泄漏。该方法实时性较差,不能进行连续监测,管道埋深严重影响其检测 结果。
以光纤为传感元件及传光介质的新型传感技术,包括光纤振动传感法、光纤声波传感法 和光纤应变传感法等。光纤振动传感法的特点是反应快,对破坏可以预警,但主要目的不是 监测泄漏且必须有随管道的光缆。光纤声波传感系统检测管道泄漏的方法,是通过分析光纤 对管道泄漏的声音的响应情况判断和定位管道泄漏点,声波传感法主要是根据漏点处声波特 点来监测泄漏。光纤应变传感法,主要用于监测管道的变形情况,也可间接通过管道的变形 过大处、异常处判断管道是否发生泄漏。这些方法在一定程度上均能监测管道泄漏情况,但 易受干扰,存在误报的可能,定位精度稍差。
管道发生泄漏时,渗漏点液体的流出会与周围介质产生对流和传导,对流是指流体中温 度不同的各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递的过程。传导是指依靠物体内部的温 度差或两个不同物体直接接触,在不产生相对运动,仅靠物体内部微粒的热运动传递了热量。 地埋式管道周围有土壤,土壤本身就有温度,渗漏液体与土壤产生热传导,温度变化不明显。 区别于地埋式管道,管廊管道周围没有固体介质。流体的热导率很小,通过热传导传递的热 量很少,对流是流体的主要传热方式,温度变化更明显。因此,本发明提出一种基于分布式 光纤测温技术的管廊管道监测物理模型试验装置,以解决现有原位试验中的试验场地不足, 参数、环境不好控制等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于分布式光纤测温技术的管道泄漏监测试验装置及试验方 法,为推广在实际管道渗漏监测中制定合理布线方式服务。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
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