CN208223413U - 一种基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装置 - Google Patents

一种基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装置 Download PDF

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崔艳雨
武俊超
沈陶
王宁
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Abstract

一种基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装置。其包括水箱、多个阀门、软管、多个流量计、多个电磁阀、多根支管、多个光纤光栅传感器和主管;本实用新型提供的基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装置是用有机玻璃管模拟简单管网,结合试验要求,在主管和支管上均布置有光纤光栅传感器,分别与调制解调仪连接,可以通过调节阀门的启闭实现对单根管道和简单管网的测试,通过水位高低实现不同压力工况下的测试试验,通过电磁阀的启闭实现模拟泄漏的实验测试。

Description

一种基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装置
技术领域
[0001]本实用新型属于管道泄漏检测技术领域,特别是适用一种基于光纤光栅传感器的 管道泄漏检测模拟实验装置。
背景技术
[0002]机坪输油管道在运行期间,管道内均存在较大的压力,因此会使管道发生膨胀,导 致管道产生环向应变变化。当管道内压力变化时,管道外壁的环向应变也会随之变化。当管 道发生泄漏时,在管道内会形成负压波,负压波在沿管道传播的过程中将导致管道压力瞬 间变化。管道泄漏是短时间事件,在泄漏发生时刻可认为管道壁厚保持不变。管道内部的压 力变化将导致管道外壁的环向应变变化。通过光纤光栅应变传感器测量管道外壁的环向应 变变化情况,可以获得管道内部由于泄漏引起的压力波信号,可以通过监测管道的环向应 变的变化情况监测管道是否泄漏。因此有必要对管道泄漏时的环向应变变化进行深入的研 宄。
[0003]目前基于光纤光栅传感器开展对管道泄漏的研究有很多,一方面多集中在通过气 压模拟燃气管道的泄漏研宄,或者是通过对实际管道进行测试,然而实际研宄所需的实验 材料、设备非常之多,研究工作量非常大,试验周期长。因此有必要设计一套适用于室内研 宄的简易模拟管道内液体泄漏的实验装置,能深入研究泄漏引起管道环向应变的规律。
发明内容
[0004] 为了解决上述问题,本实用新型的目的在于提供一种实验周期短、节省实验设备 且方便简洁的基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装置。
[0005] 为了达到上述目的,本实用新型提供的基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟 实验装置包括水箱、多个阀门、软管、多个流量计、多个电磁阀、多根支管、多个光纤光栅传 感器和主管;其中水箱设置在高处,内部盛有实验用水;软管的一端连接在水箱的出水口 处,另一端同时与主管和多条支管的一端相接;阀门安装在软管上;主管为直管,由多段具 有不同壁厚的分管构成;支管中部带有多处折弯,两端分别与主管的两端相连接,由此构成 环形管道,并且每条支管上分别设有一个用于模拟加油口的出口;主管和多条支管上分别 安装有一至多个电磁阀;主管和支管上均安装有流量计;多个光纤光栅传感器分别安装在 支管和主管的多段分管上,通过调制解调仪经以太网与计算机相连接。
[0006] 所述的主管采用有机玻璃管,中部设有DN15的分管,用于模拟泄漏。
[0007] 所述的支管采用有机玻璃管,出口采用DN50的管路。
[0008]所述的光纤光栅传感器7通过夹持件环向固定在主管和支管上。
[0009]本实用新型提供的基于光纤光栅传感器检测管道泄漏的模拟实验装置是用有机 玻璃管模拟简单管网,结合试验要求,在主管和支管上均布置有光纤光栅传感器,分别与调 制解调仪连接,可以通过调节阀门的启闭实现对单根管道和简单管网的测试,通过水位高 低实现不同压力工况下的测试试验,通过电磁阀的启闭实现模拟泄漏的实验测试。
附图说明
[0010]图1为本实用新型提供的基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装置示意 图。
具体实施方式
[0011]下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的基于光纤光栅传感器的管道泄 漏检测模拟实验装置进行详细说明。
[0012]如图1所示,本实用新型提供的基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装 置包括水箱1、多个阀门2、软管3、多个流量计4、多个电磁阀5、多根支管6、多个光纤光栅传 感器7和主管8;其中水箱1设置在高处,内部盛有实验用水;软管3的一端连接在水箱i的出 水口处,另一端同时与主管8和多条支管6的一端相接;阀门2安装在软管3上;主管8为直管, 由多段具有不同壁厚的分管构成;支管6中部带有多处折弯,两端分别与主管8的两端相连 接,由此构成环形管道,并且每条支管6上分别设有一个用于模拟加油口的出口;主管8和多 条支管6上分别安装有一至多个电磁阀5;主管8和支管6上均安装有流量计4;多个光纤光栅 传感器7分别安装在支管6和主管8的多段分管上,通过调制解调仪经以太网与计算机相连 接。
[0013] 所述的主管8采用有机玻璃管,中部设有DN15的分管,用于模拟泄漏。
[0014] 所述的支管6采用有机玻璃管,出口采用DN50的管路。
[0015] 所述的光纤光栅传感器7通过夹持件环向固定在主管8和支管6上。
[0016] 现将本实用新型提供的基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装置的使 用方法阐述如下:
[0017] 1.不同压力工况下管道的环向应变变化试验:由试验人员在水箱1中注入不同水 位的实验用水,利用光纤光栅传感器7测量主管8和支管6上的环向应变,然后由调制解调仪 经以太网传送给计算机处理分析信号,可以研宄管径、壁厚以及管内压力与管道的环向应 变变化之间的关系。
[0018] 2.稳压工况下泄漏模拟试验:在稳压工况下,通过开关主管8上的电磁阀5来实^ 直管道的模拟以及管道泄漏,研宄主管8的环向应变变化;通过开关支管6上的电磁,5来实 现带有折弯的管道的模拟,研宄支管6的环向应变变化,以及加油操作时主管8和支管环 向应变变化;通过开关相应的电磁阀5实现环状管道的模拟;通过开关相应的电磁阀5实现 管道泄漏时主管8和支管6的环向应变变化。

Claims (4)

1. 一种基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装置,其特征在于:所述的装置 包括水箱⑴、多个阀门⑵、软管⑶、多个流量计⑷、多个电磁阀⑸、多根支管⑹、多个 光纤光栅传感器⑺和主管(8);其中水箱(1)设置在高处,内部盛有实验用水;软管⑶的一 端连接在水箱(1)的出水口处,另一端同时与主管(8)和多条支管(6)的一端相接;阀门(2) 安装在软管(3)上;主管(S)为直管,由多段具有不同壁厚的分管构成;支管(6)中部带有多 处折弯,两端分别与主管(8)的两端相连接,由此构成环形管道,并且每条支管⑹上分别设 有一个用于模拟加油口的出口;主管(8)和多条支管⑹上分别安装有一至多个电磁阀(5); 主管⑻和支管(6)上均安装有流量计(4);多个光纤光栅传感器(7)分别安装在支管⑹和 主管⑻的多段分管上,通过调制解调仪经以太网与计算机相连接。
2. 根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装置,其特征 在于:所述的主管(8)采用有机玻璃管,中部设有DN15的分管,用于模拟泄漏。
3. 根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装置,其特征 在于:所述的支管⑹采用有机玻璃管,出口采用DN50的管路。
4. 根据权利要求1所述的基于光纤光栅传感器的管道泄漏检测模拟实验装置,其特征 在于:所述的光纤光栅传感器⑺通过夹持件环向固定在主管⑻和支管(6)上。
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