CN105135215A - 一种光纤法集油管线泄漏检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光纤法集油管线泄漏检测装置，涉及管道输送检测技术领域，该装置具有测量范围广、监测精度高、低耗损、抗电磁干扰耐腐蚀等特点。一种光纤法集油管线泄漏检测装置，包括：顺次连接设置的激光脉冲光源、散射光分离器件以及布设在管道下方的传感光缆；传感光缆中至少包括2条测温光纤以及1条通信光纤，测温光纤的汇聚端与通信光纤相连设置；监测装置还包括与散射光分离器件依次连接设置的光电探测器、放大电路以及A/D采集与信号处理单元。
Description
技术领域
本发明涉及管道输送检测技术领域，尤其涉及一种光纤法集油管线泄漏检测装置。
背景技术
鉴于在运送液体、气体等散装物质所具有的独特优势，输送管道在油田企业的生产活动中占据了十分重要的地位。但是管线的增多、管龄的增长，加之施工缺陷、环境腐蚀以及人为破坏等因素影响，管道泄露事故时常发生，这给人们的生命、财产安全以及生存环境等造成了巨大的威胁。
为保障输送管道的正常使用、预防管线泄漏，通常需要对输送管道进行实时监控。现有监控技术主要是通过检测管道输送压力、流量、温度等参数的变化或者检测泄漏噪声来判断是否发生泄漏，如质量平衡法、压力波分析法、实时模型法、统计检漏法等。然而，发明人发现，受到流体特性、输送工艺以及测试仪器的灵敏度和测试精度等因素的限制，上述监测方法往往只能测量管道某一点的温度；而当需要在一个较大区域进行温度收集时，则需要大量的传感设备，对布线、安装、维护等工作会带来极大的困难。
发明内容
本发明提供的一种光纤法集油管线泄漏检测装置，该装置具有测量范围广、监测精度高、低耗损、抗电磁干扰耐腐蚀等特点。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种光纤法集油管线泄漏检测装置，包括：
顺次连接设置的激光脉冲光源、散射光分离器件以及布设在管道下方的传感光缆；
所述传感光缆中至少包括2条测温光纤以及1条通信光纤，测温光纤的汇聚端与通信光纤相连设置；
所述监测装置还包括与散射光分离器件依次连接设置的光电探测器、放大电路以及A/D采集与信号处理单元。
进一步的，所述双向耦合器与所述传感光缆之间还接连设置有用于提供标准计量温度的恒温设备。
具体的，所述散射光分离器件中包括有双向耦合器以及波分复用器。
进一步的，所述监测装置还包括有与所述A/D采集与信号处理单元相连接的报警单元。
较为优选的，所述光电探测器包括用于解调斯托克斯背向散射光的第一光电探测器以及用于解调反斯托克斯背向散射光的第二光电探测器。
优选的，所述激光脉冲光源包括半导体激光器、驱动电路以及光隔离器。
本发明提供的一种光纤法集油管线泄漏检测装置，其中，该监测装置中包括有激光脉冲光源、散射光分离器件、传感光缆、光电探测器、放大电路、A/D采集与信号处理单元等。采用上述结构单元的监测装置通过实时监测传感光缆中干涉光信息，测算得到传感光缆分布沿线的温度场变化情况，最终实现对管道泄露的实时监测效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种光纤法集油管线泄漏检测装置的结构示意图；
图2为本发明一种光纤法集油管线泄漏检测装置其波分复用器的分光原理示意图。
具体实施方式
本发明提供的一种光纤法集油管线泄漏检测装置，该装置具有测量范围广、监测精度高、低耗损、抗电磁干扰耐腐蚀等特点。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种光纤法集油管线泄漏检测装置，如图1所示，该检测装置中包括有顺次连接设置的激光脉冲光源1、散射光分离器件2以及传感光缆3。其中具体的，激光脉冲光源1中又进一步设置有半导体激光器101、驱动电路102以及光隔离器103等部件；散射光分离器件2中包括有双向耦合器201以及波分复用器202；而传感光缆3分布设置于待监测的管道下方，其中至少包括有2条测温光纤以及1条通信光纤（测温光纤以及通信光纤在图1中未示出）。激光脉冲光源1所发出的连续光波通过双向耦合器201以及波分复用器202后，被分割为光强度比为1：1的两束干涉光分别在2条测温光纤内进行传播。而后，又由于测温光纤汇聚端与通信光纤相连接，两束干涉光传播至传感光缆3的末端后，再由通信光纤将汇集后的干涉光回输。
此外，如图1所示，检测装置还包括有光电探测器4、放大电路5以及A/D采集与信号处理单元6。其中，光电探测器4与散热光分离器件2相连，优选可与波分复用器202相连；光电探测器4中包括有第一光电探测器401以及第二光电探测器402。其中，第一光电探测器401用于解调回输干涉光中的斯托克斯背向散射光，第二光电探测器402用于解调回输干涉光中的反斯托克斯背向散射光，上述光路通道可参考图2所示的波分复用器分光原理示意图。
值得注意的是，当管道发生泄漏时，管道附近的传感光缆3会受泄漏影响而在该泄漏点处发生光波相位调制现象。A/D采集与信号处理单元6通过放大采集、累加平均、去噪等处理，解析获得的斯托克斯背向散射光以及反斯托克斯背向散射光，再利用设置的程序即可最终确定出泄漏点的泄漏情况。
在此，作为本发明的一种较为优选的实施方式，可在A/D采集与信号处理单元6处进一步连接设置报警单元7，当监测到管道泄露时，可通过该报警单元7将上述泄露点信息上报至监控中心进行报警并通知工作人员及时处置该泄露事故。
最后，需要补充的一点是，在通过反斯托克斯散射光与斯托克斯散射光两者光强度比较确定被测区域的泄露情况的过程中，为提高温度监测的精度，可在散射光分离器件2与传感光缆3之间设置一恒温设备8。恒温设备8可用于为传感光缆3提供并保持一标准计量温度（该标准计量温度可根据测算实际情况进行设定）。
本发明提供的一种光纤法集油管线泄漏检测装置，其中，该监测装置中包括有激光脉冲光源、散射光分离器件、传感光缆、光电探测器、放大电路、A/D采集与信号处理单元等。采用上述结构单元的监测装置通过实时监测传感光缆中干涉光信息，测算得到传感光缆分布沿线的温度场变化情况，最终实现对管道泄露的实时监测效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种光纤法集油管线泄漏检测装置，其特征在于，包括：
顺次连接设置的激光脉冲光源、散射光分离器件以及布设在管道下方的传感光缆；
所述传感光缆中至少包括2条测温光纤以及1条通信光纤，测温光纤的汇聚端与通信光纤相连设置；
所述监测装置还包括与散射光分离器件依次连接设置的光电探测器、放大电路以及A/D采集与信号处理单元。
2.根据权利要求1所述的光纤法集油管线泄漏检测装置，其特征在于，所述散射光分离器件与所述传感光缆之间还接连设置有用于提供标准计量温度的恒温设备。
3.根据权利要求2所述的光纤法集油管线泄漏检测装置，其特征在于，所述散射光分离器件中包括有双向耦合器以及波分复用器。
4.根据权利要求1所述的光纤法集油管线泄漏检测装置，其特征在于，所述监测装置还包括有与所述A/D采集与信号处理单元相连接的报警单元。
5.根据权利要求1所述的光纤法集油管线泄漏检测装置，其特征在于，所述光电探测器包括用于解调斯托克斯背向散射光的第一光电探测器以及用于解调反斯托克斯背向散射光的第二光电探测器。
6.根据权利要求1所述的光纤法集油管线泄漏检测装置，其特征在于，所述激光脉冲光源包括半导体激光器、驱动电路以及光隔离器。
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