CN208138881U - 一种基于botdr用于地下管道的预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种基于BOTDR用于地下管道的预警系统，包括：至少一条第一传感光纤，埋于地下且位于地下管道的外围；警戒带，埋于地下且位于地下管道的上方；警戒带包括：尼龙带和封装在尼龙带内的至少一条第二传感光纤；多路复用器，分别与第一传感光纤和第二传感光纤电连接；用于处理数据的控制器，与多路复用器电连接；报警装置，与控制器电连接；第一传感光纤和第二传感光纤的结构相同，均包括：保护胶皮，置于保护胶皮内的一条松套光纤和一条紧包光纤。本实用新型实现了对发生地质沉降时地下管道外部应变的实时准确监测，以及实现对人为施工等可能损坏地下管道的行为的预警。

Description

一种基于BOTDR用于地下管道的预警系统

技术领域

本实用新型涉及地下管道监测技术领域，特别是指一种基于BOTDR用于地下管道的预警系统。

背景技术

随着经济、社会的快速发展，越来越多的油气等输送管道被埋于地下。自然地，这些管道的安全、可靠受到了越来越高的重视。地质沉降作为一种时有发生的自然现象，与人为的无意或者有意的对埋管位置的施工、操作等，一起严重威胁着地下管道的安全、可靠。

分布式光纤传感技术因其具有抗电磁干扰能力强、耐久性强、可实现分布式和长距离测量、测量精度高等优点，已为人们所高度重视、大力发展，目前，已广泛用于桥梁、大坝、电力传输等工程领域的安全测量体系。其中，BOTDR(布里渊光时域反射技术)利用布里渊散射频谱与温度、应变具有特定关系的特点，通过对光纤的入射光脉冲的布里渊散射谱频移进行测量，可得到光纤的温度和所受应变的相关数据。然而，因为布里渊散射同时对温度和应变敏感，测得的温度和应变的数据是交叉影响的、是不准确的，因此现有的基于BOTDR的监控系统无法对地下管道所受的应力进行准确监控。

实用新型内容

为解决以上现有技术的不足，本实用新型提出了一种基于BOTDR用于地下管道的预警系统。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于BOTDR用于地下管道的预警系统，包括：至少一条第一传感光纤，埋于地下且固定在地下管道的外壁上；警戒带，埋于地下且位于地下管道的上方；警戒带包括：尼龙带和封装在尼龙带内的至少一条第二传感光纤；多路复用器，分别与第一传感光纤和第二传感光纤电连接；用于处理数据的控制器，与多路复用器电连接；报警装置，与控制器电连接；第一传感光纤和第二传感光纤的结构相同，均包括：保护胶皮，置于保护胶皮内的一条松套光纤和一条紧包光纤。

作为本实用新型的进一步改进，尼龙带的宽度为≥10cm。

作为本实用新型的进一步改进，第一传感光纤的数量为四条，均匀分布于地下管道的外围。

作为本实用新型的进一步改进，控制器包括：BOTDR主机和上位机，报警装置与上位机电连接，多路复用器与BOTDR主机电连接。

本实用新型中基于BOTDR用于地下管道的预警系统，实现了对发生地质沉降时地下管道外部应变的实时准确监测，以及实现对人为施工等可能损坏地下管道的行为的预警，将传感光纤置于地下管道外部及地下管道的警戒带的内部，并通过BOTDR技术对地下管道外部和地下管道的警戒带进行所受应变的实时监测同时起到预警作用，具有分布式、应变响应快、定位精度高、可靠性高、成本低廉等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例中基于BOTDR用于地下管道的预警系统的结构示意图；

图2为实施例中固定有传感光纤的地下管道的结构示意图；

图3为实施例中警戒带的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，为实施例中基于BOTDR用于地下管道的预警系统的结构示意图。

实施例中基于BOTDR用于地下管道的预警系统，包括：至少一条第一传感光纤1、警戒带2、多路复用器3、控制器和报警装置4；其中，

第一传感光纤1埋于地下且固定在地下管道5的外壁上；警戒带2埋于地下且位于地下管道5的上方；警戒带2包括：尼龙带6和封装在尼龙带6内的至少一条第二传感光纤7(如图3所示)；多路复用器3分别与第一传感光纤1和第二传感光纤7电连接；控制器与多路复用器3电连接；报警装置4与控制器电连接；第一传感光纤1和第二传感光纤7的结构相同，均包括：保护胶皮8，置于保护胶皮8内的一条松套光纤9和一条紧包光纤10(如图2所示)。

实施例中的控制器为现有技术，用于处理数据、显示数据以及发送指令等。优选地，控制器包括：BOTDR主机11和上位机12，报警装置4与上位机12电连接，多路复用器3与BOTDR主机11电连接。

优选地，实施例中，警戒带2的宽度，即尼龙带6的宽度为≥10cm。

为更加准确地监测地下管道5周围的应变，优选地，第一传感光纤1的数量为四条，均匀分布于地下管道5的外围，多方位监测地下管道5外部所受的应变，同时实现对地下管道5周围地质沉降情况的监测，以保障地下管道5的安全、可靠。

优选地，多路复用器3、BOTDR主机11、报警装置4与上位机12设置在工作站内。

上述实施例中，传感光纤采用一条紧包光纤10(其对温度和应变都很敏感)和一条松套光纤9(其对温度的敏感远大于对应变的敏感)，测量同一环境下的温度和应变，其中，紧包光纤10测得交叉影响的温度和应变数据，而松套光纤9只测得温度数据，利用松套光纤9实现对紧包光纤10的温度补偿(补偿的具体方法为现有技术)，从而实现对温度和应变的准确测量；将传感光纤置于警戒带2的内部，在起到埋管位置的警示作用的同时，更能将人为施工等可能危害地下管道5安全的行为的信息及时传递出去，从而使地下管道5的安全得到更好的保障；多条传感光纤接入同一个多路复用器3，多路复用器3输出信号给BOTDR主机11，通过分时接通多条传感光纤中的一条，将信号输入BOTDR主机11进行处理，实现仅用一台仪器对多条传感光纤所受应变的实时监测，有效降低了成本；BOTDR主机11将对传感光纤的信号的处理结果发送给上位机12，上位机可显示传感光纤所受应变的具体数值，使工作人员对地下管道周围的地质沉降与人为施工等的情况有直观的了解，并根据具体数值与标准阈值进行对比，当所述的具体数值超过标准阈值时，报警装置4发出报警信号，从而实现良好的监测及预警效果，更好地保障地下管道5的安全、可靠，实施例中所涉及的计算均为现有技术。上述实施例中的BOTDR主机，为现有技术，专门用于处理BOTDR(布里渊光时域反射技术)的相关数据。

上述实施例中基于BOTDR用于地下管道的预警系统，适用于对地下管道周围地质沉降及人为施工的监测及预警，通过多路复用器和BOTDR主机对多路传感光纤所受应变的实时监测，有效降低了系统的结构成本；并通过在地下管道的警戒带内嵌入传感光纤，实现对人为施工等可能危害地下管道的行为的及时发现，增强了对地下管道安全的保障；通过上位机显示传感光纤所受应变的具体数值及当该数值超过一定界限时启动报警装置，提高了系统的效率和人性化程度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于BOTDR用于地下管道的预警系统，其特征在于，包括：

至少一条第一传感光纤，埋于地下且固定在地下管道的外壁上；

警戒带，埋于地下且位于地下管道的上方；警戒带包括：尼龙带和封装在尼龙带内的至少一条第二传感光纤；

多路复用器，分别与第一传感光纤和第二传感光纤电连接；

用于处理数据的控制器，与多路复用器电连接；

报警装置，与控制器电连接；

第一传感光纤和第二传感光纤的结构相同，均包括：保护胶皮，置于保护胶皮内的一条松套光纤和一条紧包光纤。

2.根据权利要求1所述的基于BOTDR用于地下管道的预警系统，其特征在于，尼龙带的宽度为≥10cm。

3.根据权利要求1所述的基于BOTDR用于地下管道的预警系统，其特征在于，第一传感光纤的数量为四条，均匀分布于地下管道的外围。

4.根据权利要求1所述的基于BOTDR用于地下管道的预警系统，其特征在于，控制器包括：BOTDR主机和上位机，报警装置与上位机电连接，多路复用器与BOTDR主机电连接。