CN110118308A - 管道腐蚀状况检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道腐蚀状况检测装置及方法，属于工程设备维护技术领域。本发明基于光缆自身的性能、管道腐蚀状况以及周围环境的变化对光缆中传输的光信号的影响，采用信号分析设备对光缆中传输的光信号进行处理和分析，进而获取管道腐蚀信息。使得无需派专业人员使用仪器对埋地管道防腐层进行检测，就能对管道是否发生腐蚀进行实时的检测，且排除了振动等因素对光信号的影响，更准确，也更节省人力。
Description
技术领域
本发明涉及工程设备维护技术领域，特别涉及一种管道腐蚀状况检测装置及方法。
背景技术
截至2017年底，全国长输油气管道总里程已将近18万公里，按照规划及现有建设速度，管道总里程将很快突破20万公里。其中，最早敷设的油气管道已经服役超过50年，而随着管道使用时间的延长，由于长期埋地、外部环境等原因的影响，管道的防腐层可能会遭到破坏，产生安全隐患，一旦管道遭到腐蚀，可能导致油气泄露、引起火灾甚至爆炸，造成重大的经济损失、环境污染和人员损失，因此，有必要对油气管道的防腐层进行定期检测，以便尽早发现安全隐患。
目前常用的管道腐蚀状况检测方法包括开挖深埋法、阴极保护参数法、泊松法、直流电压梯度检测法、密间隔管地电位检测法、PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)法、杂散电流测绘仪检测方法等。这些检测方式需要派专业人员使用仪器对埋地钢制管道防腐层进行间接检测，以便找出其破损点的位置。用上述检测方法需要专业人员到待测管道的现场进行检测，所以耗时耗力，人工成本较高。
发明内容
本发明实施例提供了一种管道腐蚀状况检测装置及方法，能够解决目前常用的管道腐蚀状况检测方法耗时耗力，人工成本较高的问题。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种管道腐蚀状况检测装置，所述管道腐蚀状况检测装置包括：管道、光缆、检偏器、信号分析设备和多个信号处理器；
所述管道外设有所述光缆，所述光缆用于传输第一光信号；
所述检偏器用于检测所述第一光信号中的偏振态信号，将所述偏振态信号发送至信号分析设备；
所述多个信号处理器用于：从所述第一光信号中，根据多个预设频段，识别出多个第二光信号，每个第二光信号对应一个预设频段，所述多个预设频段用于表示受到不同物理现象影响的光信号的所在频段；
所述多个信号处理器还用于：将所述多个第二光信号发送至所述信号分析设备；
所述信号分析设备用于基于所述偏振态信号和所述多个第二光信号，获取所述管道的偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息；
当所述偏振态信息不符合预设条件时，基于所述振动信息、所述应变信息和所述温变信息，获取所述管道的腐蚀信息，所述腐蚀信息包括腐蚀部位的位置信息。
在一种可能设计中，所述管道腐蚀状况检测装置还包括光发射器；
所述光发射器用于向所述光缆发射入射光信号；
所述第一光信号为所述入射光信号沿入射方向的反方向散射后的光信号。
在一种可能设计中，所述管道腐蚀状况检测装置还包括多个分光器；
所述光发射器通过所述多个分光器发射所述入射光信号，所述入射光信号包括多束光信号。
在一种可能设计中，所述管道腐蚀状况检测装置还包括偏振控制器；
所述入射光信号的多束光信号中至少有一束通过所述偏振控制器发射到所述光缆中；
通过所述偏振控制器发射的光信号包含入射偏振态信号。
在一种可能设计中，所述管道腐蚀状况检测装置还包括环形器；
所述环形器用于将所述通过所述偏振控制器发射的光信号发送至所述光缆；
所述环形器还用于将所述第一光信号发送至所述检偏器。
在一种可能设计中，所述管道腐蚀状况检测装置还包括多个光放大器；
所述光发射器通过所述多个光放大器发射所述入射光信号，所述多个光放大器用于增大所述入射光信号的能量。
在一种可能设计中，所述管道腐蚀状况检测装置还包括多个光电探测器；
所述信号分析设备通过所述多个光电探测器接收所述偏振态信号和所述多个第二光信号。
在一种可能设计中，所述多个信号处理器包括：瑞利信号处理器、布里渊信号处理器和拉曼信号处理器；
所述瑞利信号处理器用于：从所述第一光信号中，识别出频率在第一预设频段的第二光信号；
所述布里渊信号处理器用于：从所述第一光信号中，识别出频率在第二预设频段的第二光信号；
所述拉曼信号处理器用于从所述第一光信号中，识别出频率在第三预设频段的第二光信号。
在一种可能设计中，所述信号分析设备用于：
对所述偏振态信号和所述多个第二光信号进行放大处理和噪声处理；
获取所述偏振态信号和所述多个第二光信号的光谱；
基于所述偏振态信号和所述多个第二光信号的光谱，获取所述管道的偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息。
一方面，提供了一种管道腐蚀状况检测方法，所述方法包括：
获取从管道的光缆中传输出的第一光信号；
基于所述第一光信号，获取所述管道的偏振态信号和多个第二光信号；
基于所述偏振态信号和所述多个第二光信号，获取所述管道的偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息；
当所述偏振态信息不符合预设条件时，基于所述振动信息、所述应变信息和所述温变信息，获取所述管道的腐蚀信息，所述腐蚀信息包括腐蚀部位的位置信息。
本发明基于光缆自身的性能、管道腐蚀状况以及周围环境的变化对光缆中传输的光信号的影响，采用信号分析设备对光缆中传输的光信号进行处理和分析，进而获取管道腐蚀信息。使得无需派专业人员使用仪器对埋地管道防腐层进行检测，就能对管道是否发生腐蚀进行实时的检测，且排除了振动等因素对光信号的影响，更准确，也更节省人力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的一种管道腐蚀状况检测装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种管道腐蚀状况检测方法的流程图。
其中，附图中的各个标号说明如下：
1-管道；
2-光缆；
3-检偏器；
4-信号分析设备；
5-多个信号处理器；
51-瑞利信号处理器；
52-布里渊信号处理器；
53-拉曼信号处理器；
6-光发射器；
7-多个分光器；
71-第一分光器；
72-第二分光器；
8-偏振控制器；
9-环形器；
10-多个光放大器；
101-第一光放大器；
102-第二光放大器；
103-第三光放大器；
104-第四光放大器；
11-多个光电探测器；
111-第一光电探测器；
112-第二光电探测器；
113-第三光电探测器；
12-多个耦合器；
121-第一耦合器；
122-第二耦合器；
123-第三耦合器；
13-延迟脉冲发射器；
14-光滤波器；
15-驱动器；
16-波分复用器；
17-光电转换器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种管道腐蚀状况检测装置的结构示意图。参见图1，该装置包括：管道1、光缆2、检偏器3、信号分析设备4和多个信号处理器5；该管道1外设有该光缆2，该光缆2用于传输第一光信号；该检偏器3用于检测该第一光信号中的偏振态信号，将该偏振态信号发送至信号分析设备4；该多个信号处理器5用于：从该第一光信号中，根据多个预设频段，识别出多个第二光信号，每个第二光信号对应一个预设频段，该多个预设频段用于表示受到不同物理现象影响的光信号的所在频段；该多个信号处理器5还用于：将该多个第二光信号发送至该信号分析设备4；该信号分析设备4用于基于该偏振态信号和该多个第二光信号，获取该管道1的偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息；当该偏振态信息不符合预设条件时，基于该振动信息、该应变信息和该温变信息，获取该管道1的腐蚀信息，该腐蚀信息包括腐蚀部位的位置信息。
下面对本发明实施例所提供的管道腐蚀状况检测装置的工作原理给予描述：
管道1外设有用于传输光信号的光缆2，当光缆2中传输有具有偏振态信号的光信号时，该光信号由于受到瑞利散射、布里渊散射、拉曼散射的影响，会向周围各个方向散射一部分光信号，在散射的光信号中，有一些沿着该光缆2传输到具有检偏器3和多个信号处理器5的一端，即为上述的第一光信号。
此外，出于防腐的需要，在管道1的周围通常都设有阴极保护装置，在该阴极保护装置中电流的影响下，管道1周围会产生一圈均匀的电磁场，当管道1的防腐层破损或管道1外表面腐蚀时，会引起破损位置的电磁场突变，该电磁场的突变会导致上述第一光信号中偏振态信号的变化，该变化包括信号强度的变化。
信号分析设备4在获取到该管道1的偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息后，还对上述信息进行分析，当偏振态信息不符合预设条件时，例如，其信号的强度与正常情况下的强度不一致，对振动信息、应变信息和温变信息进行分析，当确认该偏振态信息的改变不是由于振动、应变或温变等因素引起时，确认该偏振态信息的改变是由电磁场突变引起，进而确认该管道1发生了腐蚀，则可以根据该偏振态信号在该光缆2中传输的时间和光在该光缆2中的传输速度，确认该管道1的腐蚀状况发生的位置。综上，基于该偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息，可以判断管道1是否发生了腐蚀，当该管道1发生腐蚀时，基于该偏振态信号在该光缆2中传输的时间和光在该光缆2中的传输速度，确认该管道1的腐蚀状况发生的位置。
本实施例提供的装置，基于光缆2自身的性能、管道1的腐蚀状况以及周围环境的变化对光缆2中传输的光信号的影响，采用信号分析设备4对光缆2中传输的光信号进行处理和分析，进而获取管道1的腐蚀信息。使得无需派专业人员使用仪器对埋地管道1防腐层进行检测，就能对管道1是否发生腐蚀进行实时的检测，且排除了振动等因素对光信号的影响，更准确，也更节省人力。
在本发明实施例中，该装置中的管道1可以是油气运输管道；该光缆2可以是与管道1伴行的通信光缆，也可以是管道1的腐蚀状况检测专用的光缆，本实施例对该光缆2是否具有其他用途不作限定。通过该光缆2中传输的第一光信号，可以获取管道1的偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息。
在该多个第二光信号中，因瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射的影响而在该光缆2中传输的光信号的产生和变化机理描述如下：
因瑞利散射的影响而传输的光信号：由于入射光信号与介质中的微观粒子发生弹性碰撞，会向周围各个方向散射一部分光信号，这种现象就是瑞利散射，在散射的光信号中，有一些沿着该光缆2传输到具有检偏器3和多个信号处理器5的一端，当管道1由于第三方入侵(如卡车移动)等原因产生振动时，因瑞利散射的影响而传输的光信号发生变化，该变化包括信号强度的变化，该变化可以反映该管道1的振动情况。
偏振态信号：当入射光信号中包括偏振态信号，因瑞利散射的影响而传输的偏振态信号对电磁场的敏感性较高，当管道1的防腐层破损或管道1外表面腐蚀时，会引起破损位置的电磁场突变，该电磁场的突变会导致上述偏振态信号的变化，该变化包括信号强度的变化。
因布里渊散射的影响而传输的光信号：由于入射光信号中的泵浦光子、斯托克斯光子与声子之间的相互作用，会向周围各个方向散射一部分光信号，这种现象就是布里渊散射，在散射的光信号中，有一些沿着该光缆2传输到具有检偏器3和多个信号处理器5的一端，当管道1由于地质灾害(如土体位移)等原因发生应变时，因布里渊散射的影响而传输的光信号发生变化，该变化包括信号强度和信号频率的变化，该变化可以反映该管道1的应变情况。
因拉曼散射的影响而传输的光信号：由于入射光信号与分子运动相互作用，而引起的频率发生幻化，会向周围各个方向散射一部分光信号，这种现象就是拉曼散射，在散射的光信号中，有一些沿着该光缆2传输到具有检偏器3和多个信号处理器5的一端，当管道1由于油气泄漏等原因发生温变时，因拉曼散射的影响而传输的光信号发生变化，该变化包括信号强度和信号频率的变化，该变化可以反映管道1的温变情况。
在一种可能设计中，该装置还包括光发射器6；该光发射器6用于向该光缆2发射入射光信号；该第一光信号为该入射光信号沿入射方向的反方向散射后的光信号。
该光发射器6用于发射入射光信号，该入射光信号可以是已知频率和发射时间的连续的脉冲波，以便基于该入射光信号的频率，以及各第二光信号对应的预设频段，对各第二光信号进行识别。当确定该管道1发生腐蚀后，根据第一光信号的接收时间和其对应的脉冲波的发射时间之间的时间间隔，以及光在该光缆2中的传输速度，可以确认该管道1的腐蚀状况发生的位置，以便对管道1进行维护。具体地，该光发射器6可以是一个或多个激光光源。激光光源是指利用激发态粒子在受激辐射作用下发光的电光源，可以使用电源为该激光光源提供能量。
在一种可能设计中，该装置还包括多个分光器7；该光发射器6通过该多个分光器7发射该入射光信号，该入射光信号包括多束光信号。
其中，该多个分光器7用于将接收到的光信号分为多束光信号并发射出去，基于该多个分光器7的设置，同一个光发射器6发射出的光就可以分为多束光信号，该多束光信号可以被发射到同一束光纤中，也可以被发射到不同的光纤中。
具体地，该多个分光器7具有上行接口和下行接口，从上行光接口过来的光信号被分配到所有的下行光接口传输出去，各个下行光接口出来的光信号强度可以相同，也可以不同。分光比一般从1：2到1：128之间。
多个分光器7发出的多束光可以沿多条光路发射到光缆2中，在本发明实施例中，可以设置偏振态信号光路，振动信号光路、应变信号光路和温变信号光路。
在一种可能设计中，该装置包括第一分光器71和第二分光器72，该第一分光器71设置于光发射器6之后，将光发射器6发出的光信号进行分光后发射出去；第二分光器72设置于应变信号光路的入射光路中，以便将接收到的光信号分为多束，其中一部分用于向光缆2中发射，另一部分用于与第二光信号进行对比，以提取因布里渊散射的影响而传输的光信号。
在一种可能设计中，该装置还包括偏振控制器8；该入射光信号的多束光信号中至少有一束通过该偏振控制器8发射到该光缆2中；通过该偏振控制器8发射的光信号包含入射偏振态信号。
具体地，该偏振控制器8位于第一分光器71之后，在偏振态信号光路中，用于将接收到的光转变成任意指定的偏振态输出，从而使入射到该光缆2中的光信号中包含偏振态信号，因瑞利散射的影响而传输的偏振态信号对电磁场的敏感性较高，所以在本发明实施例中，上述第一光信号中的偏振态信号为该偏振态信号在瑞利散射的影响下反射回的信号。
在一种可能设计中，该装置还包括环形器9；该环形器9用于将该通过该偏振控制器8发射的光信号发送至该光缆2；该环形器9还用于将该第一光信号发送至该检偏器3。
具体地，该环形器9位于偏振态信号光路中，在该偏振控制器8之后，用于接收偏振控制器8和光缆2传输的光信号，并向检偏器3发射光信号。
环形器9是一种用于使电磁波单向环形传输的器件，具有多个端口，环形器9能够使进入其任一端口的入射波，按照由静偏磁场确定的方向顺序传入下一个端口。
在一种可能设计中，该装置还包括多个光放大器10；该光发射器6通过该多个光放大器10发射该入射光信号，该多个光放大器10用于增大该入射光信号的能量。
光放大器10用于对由第一分光器71发出的光进行放大，也即是通过光放大器10来提高光信号的强度，光放大器10的原理是基于激光的受激辐射，通过将泵浦光的能量转变为信号光的能量实现放大作用。
在本发明实施例中，设置有4个光放大器10，该多个分光器7分别向第一光放大器101、第二光放大器102、第三光放大器103和第四光放大器104发射光信号。该第一光放大器101设置于偏振态信号光路中；第二光放大器102设置于振动信号光路中；第三光放大器103设置于应变信号光路中；第四光放大器104设置于温变信号光路中。
在一种可能设计中，该装置还包括多个光电探测器11；该信号分析设备4通过该多个光电探测器11接收该偏振态信号和该多个第二光信号。
光电探测器11用于将检偏器3和信号处理器5发出的光信号转化为电信号的形式，发送给信号分析设备4。另外，信号处理器5发出的光信号也可以直接发送给信号分析设备4，由信号分析设备4进行处理。
在一种可能设计中，该多个信号处理器5包括：瑞利信号处理器51、布里渊信号处理器52和拉曼信号处理器53；该瑞利信号处理器51用于：从该第一光信号中，识别出频率在第一预设频段的第二光信号；该布里渊信号处理器52用于：从该第一光信号中，识别出频率在第二预设频段的第二光信号；该拉曼信号处理器53用于从该第一光信号中，识别出频率在第三预设频段的第二光信号。
该多个信号处理器5的接收端均连接光纤。其中，该第一预设频段与入射光信号的频段相同，频率在第一预设频段的第二光信号即为因瑞利散射的影响而传输的光信号。
第二预设频段是因布里渊散射的影响而传输的光信号可能的频率所在的频段，由于布里渊散射的中心频率为11GHz，所以第二预设频段为以该中心频率为中心的一定带宽的频段，例如，该第二预设频段可以是10GHz-12GHz，该第二预设频段的具体范围可以根据实际情况进行设定，本实施例对此不作限定；第三预设频段是因拉曼散射的影响而传输的光信号可能的频率所在的频段，由于拉曼散射的中心频率为13THz，所以第三预设频段为以该中心频率为中心的一定带宽的频段，例如，该第三预设频段可以是12.9THz-13.1THz，该第三预设频段的具体范围可以根据实际情况进行设定，本实施例对此不作限定。
在本发明实施例中，该多个信号处理器5可以是基于光纤光栅，通过滤波的方式来识别相应频率的信号。光纤光栅是利用光纤材料的光敏性，通过紫外光曝光的方法将入射光相干场图样写入纤芯，在纤芯内产生沿纤芯轴向的折射率周期性变化，从而形成永久性空间的相位光栅，其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜。当一束宽光谱光经过光纤光栅时，满足光纤光栅布拉格条件的波长将产生反射，其余的波长透过光纤光栅继续传输。
基于上述多个光电探测器11和多个信号处理器5，在本发明实施例中，可以设置有3个光电探测器11，在偏振态信号光路中，该第一光电探测器111设置于检偏器3之后；在振动信号光路中，该第二光电探测器112设置于瑞利信号处理器51之后；在应变信号光路中，该第三光电探测器113设置于布里渊信号处理器52之后。
在一种可能设计中，该信号分析设备4获取该管道1的偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息的过程包括：对该偏振态信号和该多个第二光信号进行放大处理和噪声处理；获取该偏振态信号和该多个第二光信号的光谱；基于该偏振态信号和该多个第二光信号的光谱，获取该管道1的偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息。
其中，该管道1的偏振态信息和振动信息分别是该偏振态信号、该因瑞利散射的影响而传输的第二光信号是否在相应信号的预设强度范围的信息；该应变信息和温变信息分别是该因布里渊散射的影响而传输的第二光信号以及因拉曼散射的影响而传输的第二光信号是否为相应信号的中心频率的信息。
具体地，基于该偏振态信号和该多个第二光信号的光谱，获取该偏振态信号和该多个第二光信号中每一种信号的强度，以该因瑞利散射的影响而传输的第二光信号为例，基于该因瑞利散射的影响而传输的第二光信号的中心强度，设定预设的强度范围，当从该因瑞利散射的影响而传输的第二光信号的光谱中获取到的信号强度超出该预设强度范围时，表示管道1中发生振动情况；管道1的偏振态信号与此相似，在此不再赘述。
再以因布里渊散射的影响而传输的第二光信号为例，当该信号的频率与布里渊散射的中心频率不相等时(较大或较小)，表示管道1中发生应变情况；因拉曼散射的影响而传输的第二光信号与此相似，在此不再赘述。
该信号分析设备4分别与第一光电探测器111、第二光电探测器112、第三光电探测器113、拉曼信号处理器53连接。
在一种可能设计中，该装置还包括：多个耦合器12，该多个耦合器12均位于光放大器10之后，该多个耦合器12不使通过的光信号发生改变，而用于实现光信号的分路或合路，或用于延长光纤链路，以便于后续光路的检修或更改。
其中，该第一耦合器121位于该第二光放大器102之后；该第二耦合器122位于该第三光放大器103之后；该第三耦合器123位于该第四光放大器104之后。
在一种可能设计中，该装置还包括：延迟脉冲发射器13和光滤波器14，用于应变信号光路中。其中，该延迟脉冲发射器13置于该第二分光器72之后，该光滤波器14置于该第二耦合器122之后。也即是：该应变信号光路中，第二分光器72发出的多束信号光经第三光放大器103放大后，其中一部分光信号，经滤波后被发送至光缆2中，另一部分光信号被延迟脉冲发射器13处理后发送至布里渊信号处理器52，布里渊信号处理器52基于延迟脉冲发射器13发射的信号和接收到的第二光信号，对第二光信号进行处理。具体地，可以采用布里渊光时域反射技术对进行处理，本实施例中的延迟脉冲发射器13也可以替换为其他装置，只要其发出的光信号的发射时间已知即可。
在一种可能设计中，该装置还包括：驱动器15、波分复用器16和光电转换器17，置于温变信号光路中，用于增强该温变信号光路中的入射光信号。其中，该波分复用器16用于将各个不同波长的光信号分开，该波分复用器16和该驱动器15均位于该光电转换器17之前，该驱动器15用于为该光电转换器17提供能量，从而通过该光电转换器17，增强该波分复用器16发射的光信号。
在本发明实施例中，利用该装置检测管道1的腐蚀状况的一种可能的实现过程可以表述如下：
光发射器6发射入射光信号；
该入射光信号被第一分光器71分为多束；
该多束光信号分别被发射到第一光放大器101、第二光放大器102和第四光放大器104；
第二光放大器102将接收到的多束光信号分别进行放大后分别发射到第一耦合器121和第二分光器72；
偏振态信号光路的第一个设备是第一光放大器101，入射光信号经过第一光放大器101的放大作用后被发射到偏振控制器8，偏振控制器8将接收到的光转变成任意指定的偏振态输出，该包含偏振态信号的入射光信号经环形器9发射到光缆2中；
在偏振态信号光路中，光缆2传输回的第一光信号需要经过环形器9进入检偏器3，该检偏器3用于检测该第一光信号中的偏振态信号，并通过第一光电探测器111将该偏振态信号发送至信号分析设备4；
振动信号光路的第一个设备是第一耦合器121，入射光信号经第一耦合器121发射到光缆2中；
在振动信号光路中，光缆2传输回的第一光信号需要经过瑞利信号处理器51，瑞利信号处理器51将该第一光信号中的因瑞利散射的影响而传输的光信号识别出来，并通过第二光电探测器112发射到信号分析设备4中；
应变信号光路的第一个设备是第二分光器72，该第二分光器72将接收到的光分为多束后发送给第三光放大器103，第三光放大器103放大后的光的一部分经第二耦合器122进入光滤波器14，光滤波器14对该光信号进行滤波后将其发送至光缆2中；
在应变信号光路中，第三光放大器103放大后的光的另一部分通过延迟脉冲发射器13被发送到布里渊信号处理器52，布里渊信号处理器52基于该信号，从光缆2传输回的第一光信号中识别出因布里渊散射的影响而传输的光信号，并将该信号通过第三光电探测器113发射到信号分析设备4中；
温变信号光路的第一个设备是第四光放大器104，第四光放大器104发射出的多束光的一部分经第三耦合器123进入波分复用器16，而后进入光电转换器17，另一部分经驱动器15进入光电转换器17，从而提高该光信号的强度，光电转换器17将该信号发射到光缆2中；
在温变信号光路中，从光缆2传输回的第一光信号被拉曼信号处理器53发送到信号分析设备4；
该信号分析设备4对接收到的各信号进行处理和分析，获取管道1的腐蚀信息。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。
本发明实施例提供的装置，基于光缆2自身的性能、管道1的腐蚀状况以及周围环境的变化对光缆2中传输的光信号的影响，采用信号分析设备4对光缆2中传输的光信号进行处理和分析，进而获取管道1腐蚀信息。使得无需派专业人员使用仪器对埋地管道1防腐层进行检测，就能对管道1是否发生腐蚀进行实时的检测，且排除了振动等因素对光信号的影响，更准确，也更节省人力。进一步地，该装置还可以包括光发射器6，该光发射器6用于发射连续的脉冲波，根据第一光信号的接收时间和其对应的脉冲波的发射时间之间的时间间隔，以及光在该光缆2中的传输速度，确认该管道1的腐蚀状况发生的位置，以便对管道1进行维护。
图2是本发明实施例提供的一种管道1的腐蚀状况检测方法的流程图。参见图2，该实施例包括：
201、获取从管道1的光缆2中传输出的第一光信号。
202、基于该第一光信号，获取该管道1的偏振态信号和多个第二光信号。
203、基于该偏振态信号和该多个第二光信号，获取该管道1的偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息。
204、当该偏振态信息不符合预设条件时，基于该振动信息、该应变信息和该温变信息，获取该管道1的腐蚀信息，该腐蚀信息包括腐蚀部位的位置信息。
应用该方法检测管道1的腐蚀状况的相关细节及相应装置请参见装置实施例，在此不再赘述。
本发明实施例提供的方法，基于光缆2自身的性能、管道1的腐蚀状况以及周围环境的变化对光缆2中传输的光信号的影响，采用信号分析设备4对光缆2中传输的光信号进行处理和分析，进而获取管道1腐蚀信息。使得无需派专业人员使用仪器对埋地管道1防腐层进行检测，就能对管道1是否发生腐蚀进行实时的检测，且排除了振动等因素对光信号的影响，更准确，也更节省人力。
上述仅为本发明的较佳实施例，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 (10)
1.一种管道腐蚀状况检测装置，其特征在于，所述管道腐蚀状况检测装置包括：管道(1)、光缆(2)、检偏器(3)、信号分析设备(4)和多个信号处理器(5)；
所述管道(1)外设有所述光缆(2)，所述光缆(2)用于传输第一光信号；
所述检偏器(3)用于检测所述第一光信号中的偏振态信号，将所述偏振态信号发送至信号分析设备(4)；
所述多个信号处理器(5)用于：从所述第一光信号中，根据多个预设频段，识别出多个第二光信号，每个第二光信号对应一个预设频段，所述多个预设频段用于表示受到不同物理现象影响的光信号的所在频段；
所述多个信号处理器(5)还用于：将所述多个第二光信号发送至所述信号分析设备(4)；
所述信号分析设备(4)用于基于所述偏振态信号和所述多个第二光信号，获取所述管道(1)的偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息；
当所述偏振态信息不符合预设条件时，基于所述振动信息、所述应变信息和所述温变信息，获取所述管道(1)的腐蚀信息，所述腐蚀信息包括腐蚀部位的位置信息。
2.根据权利要求1所述的管道腐蚀状况检测装置，其特征在于，所述管道腐蚀状况检测装置还包括光发射器(6)；
所述光发射器(6)用于向所述光缆(2)发射入射光信号；
所述第一光信号为所述入射光信号沿入射方向的反方向散射后的光信号。
3.根据权利要求2所述的管道腐蚀状况检测装置，其特征在于，所述管道腐蚀状况检测装置还包括多个分光器(7)；
所述光发射器(6)通过所述多个分光器(7)发射所述入射光信号，所述入射光信号包括多束光信号。
4.根据权利要求3所述的管道腐蚀状况检测装置，其特征在于，所述管道腐蚀状况检测装置还包括偏振控制器(8)；
所述入射光信号的多束光信号中至少有一束通过所述偏振控制器(8)发射到所述光缆(2)中；
通过所述偏振控制器(8)发射的光信号包含入射偏振态信号。
5.根据权利要求4所述的管道腐蚀状况检测装置，其特征在于，所述管道腐蚀状况检测装置还包括环形器(9)；
所述环形器(9)用于将所述通过所述偏振控制器(8)发射的光信号发送至所述光缆(2)；
所述环形器(9)还用于将所述第一光信号发送至所述检偏器(3)。
6.根据权利要求2所述的管道腐蚀状况检测装置，其特征在于，所述管道腐蚀状况检测装置还包括多个光放大器(10)；
所述光发射器(6)通过所述多个光放大器(10)发射所述入射光信号，所述多个光放大器(10)用于增大所述入射光信号的能量。
7.根据权利要求1所述的管道腐蚀状况检测装置，其特征在于，所述管道腐蚀状况检测装置还包括多个光电探测器(11)；
所述信号分析设备(4)通过所述多个光电探测器(11)接收所述偏振态信号和所述多个第二光信号。
8.根据权利要求1所述的管道腐蚀状况检测装置，其特征在于，所述多个信号处理器(5)包括：瑞利信号处理器(51)、布里渊信号处理器(52)和拉曼信号处理器(53)；
所述瑞利信号处理器(51)用于：从所述第一光信号中，识别出频率在第一预设频段的第二光信号；
所述布里渊信号处理器(52)用于：从所述第一光信号中，识别出频率在第二预设频段的第二光信号；
所述拉曼信号处理器(53)用于从所述第一光信号中，识别出频率在第三预设频段的第二光信号。
9.根据权利要求1所述的管道腐蚀状况检测装置，其特征在于，所述信号分析设备(4)用于：
对所述偏振态信号和所述多个第二光信号进行放大处理和噪声处理；
获取所述偏振态信号和所述多个第二光信号的光谱；
基于所述偏振态信号和所述多个第二光信号的光谱，获取所述管道(1)的偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息。
10.一种管道腐蚀状况检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取从管道(1)的光缆(2)中传输出的第一光信号；
基于所述第一光信号，获取所述管道(1)的偏振态信号和多个第二光信号；
基于所述偏振态信号和所述多个第二光信号，获取所述管道(1)的偏振态信息、振动信息、应变信息和温变信息；
当所述偏振态信息不符合预设条件时，基于所述振动信息、所述应变信息和所述温变信息，获取所述管道(1)的腐蚀信息，所述腐蚀信息包括腐蚀部位的位置信息。
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