CN113945343A - 利用dts和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，包括以下步骤：S1：在地下管道安装过程中，将自加热光纤沿管道长度方向与管道平行连接在一起；S2：进行渗透检测时，将自加热光纤与直流电源连接，并与DTS光纤解调仪连接；S3：利用直流电源对自加热光纤进行加热，利用DTS光纤解调仪获取自加热光纤的光纤温度沿程变化，并利用温度的异常变化确定渗漏点。本发明将DTS自加热光纤可以测到温度异常的原理引入地下管线渗漏的检测，并通过实验准确确定自加热光纤的温度变化与地下管线渗漏点的关系，实现对地下管线渗漏的精准监测和地面沉降的精准预测。
Description
技术领域
本发明涉及地下管线渗漏监测技术领域，尤其涉及一种利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法。
背景技术
目前，我国城市化进程越来越快，但是，经常会听到有些道路塌陷灾害的报道。地面塌陷导致地面陷落、交通中断、煤气-燃气-自来水管道破裂、行人、车辆掉入陷坑、房屋变形和倒塌等，严重影响社会的安全并造成严重损失。经过调研，地面塌陷分为很多种类型，其中城市地面塌陷的主要诱因是地下管线的渗漏。地下水渗漏导致潜蚀和水土流失，冲蚀土体后，在地下形成空洞，空洞顶板在外界作用下可能塌落，由此造成塌陷。可见，预测地下管线渗漏是预测塌陷的最重要的手段。
地下管线埋设在地下，管线长度很长，肉眼等很难发现渗漏水和地下空洞。目前通常采用CCTV管道机器人、路面变形监测、探地雷达监测、路面开挖检测等手段探测这些地下的洞穴，但探地雷达监测等手段无法探测地下管线的渗漏。同时，这些探测往往每年做一次，无法监测之后出现渗漏的地下管线。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，本发明通过实验准确确定自加热光纤的温度变化与地下管线渗漏点的关系，实现对地下管线渗漏的精准监测和地面沉降的精准预测。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，包括以下步骤：
S1：在地下管道安装过程中，将自加热光纤沿管道长度方向与管道平行连接在一起；
S2：进行渗透检测时，将自加热光纤与直流电源连接，并与DTS光纤解调仪连接；
S3：利用直流电源对自加热光纤进行加热，利用DTS光纤解调仪获取自加热光纤的光纤温度沿程变化，并利用温度的异常变化确定渗漏点。
其中，自加热光纤的温度变化与地下管线渗漏点的关系通过实验具体确定。
本发明将DTS(分布式光纤测温系统)自加热光纤可以测到温度异常的原理引入地下管线渗漏的检测，提出采用地下自加热光纤来实时监测管线渗漏的思路。地下管线渗漏会导致水的流动，水流动中会带走周边物体和土体的热量，导致温度降低，由温度降低点可以预测地下管线渗漏点，从而实现对地下管线渗漏的监测和地面沉降的预测。
进一步地，所述的管道为供水管道。
进一步地，所述的自加热光纤通过固定件的方式设置在待监测的地下管线上。
进一步地，所述的自加热光纤采用市售的自加热铠装光纤。
进一步地，温度的异常变化与渗漏点的对应关系通过以下试验方法建立：
a：将自加热光纤与地下水管绑扎在一起，进行光纤加热，用测温仪和DTS光纤解调仪同时测量光纤的温度；
b：刺破水管，让水管流水，同时用测温仪和DTS光纤解调仪测量渗漏点的温度变化；
c：在带有土体的试验箱中，将自加热光纤与水管绑在一起，埋入土体中，进行光纤加热，用DTS光纤解调仪测量光纤的温度；
d：在土体中刺破水管，让水管流水，形成模拟渗漏点，同时DTS光纤解调仪测量模拟渗漏点的温度变化，并将该模拟渗漏点的温度变化标记为温度的异常变化；
e：建立模拟渗漏点处温度的异常变化与模拟渗漏点渗漏的关系。
DTS光纤解调仪通过屏幕显示给出温度、测温点与光纤长度的对应关系曲线，针对温度异常点，可直接读取光纤长度，进而换算相对位置坐标，可得到具体渗漏位置。
本发明的原理是：当地下管线渗漏后，水从管道流出，进入地下土体，水流从水压高的地方流向压力低的方向，会把环境热量带走，此时自加热光纤给自己加热，有流水的地方温度会降低，此时，利用DTS解调仪能测到温度异常，据此判断地下管线渗漏的地方。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)能够在整个地下管线长度上对渗漏点进行实时监测，能够准确定位渗漏点，整个监测过程无需进行路面开挖，不会影响路面交通。
(2)通过实验建立温度异常变化与渗漏点对应关系，准确确定温度变化与渗漏状况。
附图说明
图1为模拟渗漏点处温度的异常变化与模拟渗漏点渗漏的部分关系图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
一种利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，包括以下步骤：
S1：在地下管道安装过程中，将自加热光纤沿管道长度方向与平行管道绑扎在一起，通过光纤焊接，可以以km计埋设长度；
S2：进行渗透检测时，将自加热光纤与直流电电源连接，并与DTS光纤解调仪连接；
S3：利用直流电源对自加热光纤进行加热，利用DTS光纤解调仪获取自加热光纤的光纤温度沿程变化，并利用温度的异常变化确定渗漏点；
自加热光纤通过固定件的方式设置在待监测的地下管线上，自加热光纤采用市售的自加热铠装光纤。
具体地，温度的异常变化与渗漏点的对应关系通过以下试验方法建立：
a：将自加热光纤与地下水管绑扎在一起，进行光纤加热，用测温仪和DTS光纤解调仪同时测量光纤的温度；
b：刺破水管，让水管流水，同时用测温仪和DTS光纤解调仪测量渗漏点的温度变化；
c：在带有土体的试验箱中，将自加热光纤与水管绑在一起，埋入土体中，进行光纤加热，用DTS光纤解调仪测量光纤的温度；
d：在土体中刺破水管，让水管流水，形成模拟渗漏点，同时DTS光纤解调仪测量模拟渗漏点的温度变化，并将该模拟渗漏点的温度变化标记为温度的异常变化；
e：建立模拟渗漏点处温度的异常变化与模拟渗漏点渗漏的关系。
DTS光纤解调仪通过屏幕显示给出温度、测温点与光纤长度的对应关系曲线，针对温度异常点，可直接读取光纤长度，进而换算相对位置坐标，可得到具体渗漏位置。在一个具体的实施例中，如图1，DTS光纤解调仪所测量光纤的温度为27℃，在漏点位置温度为20.7℃(图中B点)、21.6℃(图中A点)，可以明确判定为渗漏点，进而通过查询坐标，可获得渗漏点的位置。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在地下管道安装过程中，将自加热光纤沿管道长度方向与管道平行连接在一起；
S2：进行渗透检测时，将自加热光纤与电源连接，并与DTS光纤解调仪连接；
S3：利用电源对自加热光纤进行加热，利用DTS光纤解调仪获取自加热光纤的光纤温度沿程变化，并利用温度的异常变化确定渗漏点。
2.根据权利要求1所述的利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，其特征在于，所述的管道为供水管道。
3.根据权利要求1所述的利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，其特征在于，所述的自加热光纤通过固定件的方式设置在待监测的地下管线上。
4.根据权利要求1所述的利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，其特征在于，所述的自加热光纤采用市售的自加热铠装光纤。
5.根据权利要求1所述的利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，其特征在于，温度的异常变化与渗漏点的对应关系通过以下试验方法建立：
a：将自加热光纤与地下水管绑扎在一起，进行光纤加热，用测温仪和DTS光纤解调仪同时测量光纤的温度；
b：刺破水管，让水管流水，同时用测温仪和DTS光纤解调仪测量渗漏点的温度变化；
c：在带有土体的试验箱中，将自加热光纤与水管绑在一起，埋入土体中，进行光纤加热，用DTS光纤解调仪测量光纤的温度；
d：在土体中刺破水管，让水管流水，形成模拟渗漏点，同时DTS光纤解调仪测量模拟渗漏点的温度变化，并将该模拟渗漏点的温度变化标记为温度的异常变化；
e：建立模拟渗漏点处温度的异常变化与模拟渗漏点渗漏的关系。
6.根据权利要求5所述的利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，其特征在于，所述的测温仪采用热像仪。
7.根据权利要求6所述的利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，其特征在于，所述的热像仪采用红外热像仪。
8.根据权利要求5所述的利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，其特征在于，所述的水管为塑料水管。
9.根据权利要求5所述的利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，其特征在于，DTS光纤解调仪通过屏幕显示给出温度、测温点与光纤长度的对应关系曲线。
10.根据权利要求1所述的利用DTS和自加热铠装光纤监测地下管线渗漏的方法，其特征在于，所述自加热光纤与直流电源连接。
Priority Applications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115199859A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-18 | 重庆大学 | 一种长距离地下管线渗漏的快速诊断方法 |
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2021
- 2021-10-14 CN CN202111198954.4A patent/CN113945343A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115199859A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-18 | 重庆大学 | 一种长距离地下管线渗漏的快速诊断方法 |
| CN115199859B (zh) * | 2022-07-14 | 2024-02-06 | 重庆大学 | 一种长距离地下管线渗漏的快速诊断方法 |
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