基于光纤负压波的油气管道泄漏监测定位系统的制作方法
[0029]本实用新型的基于光纤负压波的油气管道泄漏监测定位系统原理为：
[0030] 管道发生泄漏时，管道内外压差变大，流体迅速流失，泄漏点相邻区域流体密度减 小、压力降低，这种压力下降的趋势逐渐向管道两端扩散，形成负压波。在管道沿线分别安 装光纤光栅压力传感器，泄漏点不同，负压波到达两端压力传感器时间差也不同。根据时间 差、管道长度、负压波传播速度，即可实现管道泄漏点的定位。
[0031] 其定位公式为：
[0033] 其中：V是负压波在管道中的传播速度；
[0034] Δ t为两个检测点接收到负压波信号的时间差；
[0035] AL为两检测点所检测的管道长度。
[0036] 如图3所示，本实用新型的基于光纤负压波的油气管道泄漏监测定位系统的定位 方法，包括以下几个步骤：
[0037] 步骤（1):根据光纤光栅压力传感器检测到的油气管道内的负压波信号的变化来 判断所述光纤光栅压力传感器覆盖的油气管道区域是否发生泄漏，若发生泄漏，则进入下 一步;否则，光纤光栅压力传感器继续检测油气管道内的负压波信号；
[0038]步骤(2):根据光纤光栅压力传感器传送来的负压波信号的压力变化或压力拐点 的时间进行粗判泄漏点的位置；
[0039]步骤(3):以最先接收到压力变化或压力拐点信号的光纤光栅压力传感器为起点， 并取处于步骤(2)所确定泄漏点同一侧的其他光纤光栅压力传感器为终点，根据起点和终 点的间距A L以及接收到负压波信号的时间差，确定负压波传播速度；
[0040] 负压波传播速度
其中，ti、t2分别为泄漏负压波信号到达第1个光纤光 栅压力传感器和第2个光纤光栅压力传感器的时间；
[0041] 步骤(4):以最先接收到压力变化或压力拐点信号的光纤光栅压力传感器为起点， 分别与步骤(2)所确定泄漏点对称的另一侧不同光纤光栅压力传感器组成一组，计算出泄 漏点与起点间的若干组距离值，求取这些组距离值的平均值作为最终的泄漏点位置，实现 管道泄漏的精确定位。
[0042] 其中，起点与步骤(2)所确定泄漏点对称的另一侧的第i个光纤光栅压力传感器计 算得到的泄漏点与起点间的距离值X1的表达式为：
[0044]其中，At1为起点与步骤(2)所确定泄漏点对称的另一侧的第i个光纤光栅压力传 感器接收到负压波信号的时间差；
[0045] AL1为起点与步骤(2)所确定泄漏点对称的另一侧的第i个光纤光栅压力传感器 所检测的管道长度，i为大于等于1的正整数。
[0046] 进一步地，步骤（1)中，判断所述光纤光栅压力传感器覆盖的油气管道区域是否发 生泄漏的方法为：
[0047]当所有光纤光栅压力传感器监测到油气管道内的压力不变或不存在压力拐点时， 监测主机判断所有光纤光栅压力传感器覆盖的油气管道区域未发生泄漏；
[0048]当单一光纤光栅压力传感器监测到油气管道内的压力变化或存在压力拐点时，监 测主机判断该单一光纤光栅压力传感器覆盖的油气管道区域未发生泄漏；
[0049]当多个光纤光栅压力传感器监测到压力变化或存在压力拐点时，监测主机判断传 感器所覆盖的管线区域发生泄漏。
[0050] 进一步地，步骤(2)中，粗判泄漏点的位置为最早监测到负压变化或压力拐点信号 的两个相邻的光纤光栅压力传感器之间。
[0051] 上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新 型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领 域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范 围以内。
【主权项】
1. 一种基于光纤负压波的油气管道泄漏监测定位系统，其特征在于，包括至少两个光 纤光栅压力传感器，每个所述光纤光栅压力传感器分别安装于油气管道预设位置处;所述 光纤光栅压力传感器以并联或串联方式进行连接，其用于将检测到的油气管道内部负压波 信号转换为光信号，并传送至光纤光栅快速解调仪;所述光纤光栅快速解调仪用于同步采 集并传送所述光信号至监测主机进行分析处理，最终实现油气管道的泄漏检测及精确定 位。2. 如权利要求1所述的一种基于光纤负压波的油气管道泄漏监测定位系统，其特征在 于，所述光纤光栅压力传感器并联连接至通信光缆的多芯单模光纤，所述多芯单模光纤与 分路器相连，所述分路器与光纤光栅快速解调仪相连。3. 如权利要求1所述的一种基于光纤负压波的油气管道泄漏监测定位系统，其特征在 于，所述光纤光栅压力传感器串联连接至通信光缆的一芯单模光纤，所述一芯单模光纤与 光纤光栅快速解调仪相连。4. 如权利要求1所述的一种基于光纤负压波的油气管道泄漏监测定位系统，其特征在 于，所述监测主机上设有通信接口，所述通信接口与光纤光栅快速解调仪相连。5. 如权利要求4所述的一种基于光纤负压波的油气管道泄漏监测定位系统，其特征在 于，所述通信接口采用以太网口。6. 如权利要求1所述的一种基于光纤负压波的油气管道泄漏监测定位系统，其特征在 于，所述光纤光栅压力传感器等间隔安装于油气管道上。7. 如权利要求1所述的一种基于光纤负压波的油气管道泄漏监测定位系统，其特征在 于，所述光纤光栅压力传感器根据预设不等间隔距离安装于油气管道上。
【专利摘要】本实用新型涉及油气管道泄漏检测领域，其公开了基于光纤负压波的油气管道泄漏监测定位系统，包括至少两个光纤光栅压力传感器，每个所述光纤光栅压力传感器分别安装于油气管道预设位置处；所述光纤光栅压力传感器以并联或串联方式进行连接，其用于将检测到的油气管道内部负压波信号转换为光信号，并传送至光纤光栅快速解调仪；所述光纤光栅快速解调仪用于同步采集并传送所述光信号至监测主机进行分析处理，最终实现油气管道的泄漏检测及精确定位。本实用新型不需要另外铺设传输光缆，可实时准确获得负压波波速，大大增强对小泄漏的监测能力，并取多组测量结果的平均值，可进一步提高定位精度，具有检测灵敏度高、定位精度高和误报率低等优点。
【IPC分类】G01M3/28
【公开号】CN205280311
【申请号】CN201620022515
【发明人】王纪强, 赵林, 刘统玉, 李振, 刘媛
【申请人】山东省科学院激光研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月11日
文档序号 :
【 10368401 】
技术研发人员：王纪强,赵林,刘统玉,李振,刘媛
技术所有人：山东省科学院激光研究所
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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