CN106641739A - 一种输水管道泄漏定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种输水管道泄漏定位系统，包括脉冲光源，脉冲光源产生脉冲激光，经过掺饵光纤放大器进行功率放大，将放大后的信号光传输至光电隔离器，光电隔离器将信号光隔离之后输入到环形器中，信号光通过环形器进入光纤传感器中，光纤传感器回传的散射光分量经过环形器，右旋进入波分复用器WDM，波分复用器WDM将回光解调送入光电探测器APD，光电探测器APD将信号传输至数据采集分析系统。本发明将分布式光纤传感器安装在输水管道旁边，采用拉曼散射光纤传感器对输水管道分布式温度进行测量，实时采集数据。根据测量的输水管道沿线的温度分布图，就可以判断输水管道的泄漏点位置。

Description

一种输水管道泄漏定位系统
技术领域
本发明属于光电传感技术领域，尤其是涉及一种输水管道泄漏定位系统。
背景技术
在分布式光纤温度测量系统原理中，激光光源发射脉冲光(波长1550nm)通过耦合器进入到传感光纤中，依据脉冲光在光纤中的传输损耗与温度的关系来进行温度测量，恒温部分是为光纤传感器温度标定提供参考温度点。回光耦合器接收的反射光进入滤波器，同时接受两束回光，斯托克斯光和反斯托克斯光。探测器进行光电转换，通过计算两束回光能量比例关系就可以计算出温度。
将分布式光纤传感器安装在输水管道旁边，采用拉曼散射光纤传感器对输水管道分布式温度进行测量，实时采集数据。根据测量的输水管道沿线的温度分布图，就可以判断输水管道的泄漏点位置。技术依据是输水管道在泄漏点附近会与土壤和光纤等产生热交换，这个热交换过程会在分布式光纤传感器内部产生光热电效应，从而被光纤传感器测量回来，根据温度场分布的变化情况判断泄漏点位置。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种输水管道泄漏定位系统，根据温度场分布的变化情况判断泄漏点位置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种输水管道泄漏定位系统，包括脉冲光源，脉冲光源产生脉冲激光，经过掺饵光纤放大器进行功率放大，将放大后的信号光传输至光电隔离器，光电隔离器将信号光隔离之后输入到环形器中，信号光通过环形器进入光纤传感器中，光纤传感器回传的散射光分量经过环形器，右旋进入波分复用器WDM，波分复用器WDM将回光解调送入光电探测器APD，光电探测器APD将信号传输至数据采集分析系统。
进一步的，所述脉冲光源与掺饵光纤放大器之间采用多模光纤连接。
进一步的，所述光纤传感器为多模光纤温度传感器。
进一步的，所述环形器采用右旋结构。
进一步的，所述光电隔离器与所述环形器之间采用多模光纤连接。
进一步的，所述数据采集分析系统包括上位机。
相对于现有技术，本发明所述的一种输水管道泄漏定位系统具有以下优势：本发明将分布式光纤传感器安装在输水管道旁边，采用拉曼散射光纤传感器对输水管道分布式温度进行测量，实时采集数据。根据测量的输水管道沿线的温度分布图，判断输水管道的泄漏点位置。定位精度高，探测距离远，分布式式测量，不影响探测精度，降低设备成本；
基于拉曼散射温度梯度检测的分布式光纤传感器输水管道泄漏定位系统集成化水平高，方便安装，整机体积减小，智能化水平高，安全性好，既满足分布式光纤传感器系统的主要功能要求，又可以大大降低系统成本，根据探测距离要求进行系统设计；
基于拉曼技术的光纤测温泄漏定位系统，可以在很大距离上对输水管道泄漏点进行定位检测,回波噪声小，安装方便，对原来测量系统没有影响，应用领域较广。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种输水管道泄漏定位系统的结构示意图；
附图标记说明：
1-脉冲光源；2-掺饵光纤放大器；3-光电隔离器；4-环形器；5-光纤传感器；6-波分复用器WDM；7-光电探测器APD；8-数据采集分析系统。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，基于拉曼散射温度梯度检测的分布式光纤传感器输水管道泄漏定位系统包括脉冲光源1、掺饵光纤放大器2、光电隔离器3、环形器4、光纤传感器5、波分波分复用器WDM6、探测器APD7、数据采集分析系统8。脉冲光源1产生1550nm的脉冲激光，由于脉冲光功率较小，约10毫瓦左右，掺饵光纤2放大器的作用是将脉冲激光通过泵浦激光原理，将光功率放大到200毫瓦，脉冲光源1与掺饵光纤放大器采用多模光纤连接，然后连接到光电隔离器3，光电隔离器3作用是保证激光单方向传输，光电隔离,3通过多模光纤将信号光隔离以后输入到环形器4中，环形器4采用右旋结构，因此信号光进入分布式光纤传感器5，光纤传感器5采用多模光纤，光纤传感,5回传的散射光分量经过环形器4，右旋，进入波分复用器WDM6，波分复用器WDM6的作用是将回光解调，然后将光送入光电探测器APD7，进入数据采集分析系统8，数据采集分析系统8根据光纤传感器温度变化的情况计算输水管道泄漏点的具体位置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种输水管道泄漏定位系统，其特征在于：包括脉冲光源(1)，脉冲光源(1)产生脉冲激光，经过掺饵光纤放大器(2)进行功率放大，将放大后的信号光传输至光电隔离器(3)，光电隔离器(3)将信号光隔离之后输入到环形器(4)中，信号光通过环形器(4)进入光纤传感器(5)中，光纤传感器(5)回传的散射光分量经过环形器(4)，右旋进入波分复用器WDM(6)，波分复用器WDM(6)将回光解调送入光电探测器APD(7)，光电探测器APD(7)将信号传输至数据采集分析系统(8)。
2.根据权利要求1所述的一种输水管道泄漏定位系统，其特征在于：所述脉冲光源(1)与掺饵光纤放大器(2)之间采用多模光纤连接。
3.根据权利要求1所述的一种输水管道泄漏定位系统，其特征在于：所述光纤传感器(5)为多模光纤温度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种输水管道泄漏定位系统，其特征在于：所述环形器(4)采用右旋结构。
5.根据权利要求1所述的一种输水管道泄漏定位系统，其特征在于：所述光电隔离器(3)与所述环形器(4)之间采用多模光纤连接。
6.根据权利要求1所述的一种输水管道泄漏定位系统，其特征在于：所述数据采集分析系统(8)包括上位机。
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