CN215764654U

CN215764654U - 一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统

Info

Publication number: CN215764654U
Application number: CN202121781220.4U
Authority: CN
Inventors: 徐进东; 陈志强; 廖鑫; 兰建业
Original assignee: Wuhan Xinchu Power Group Co ltd
Current assignee: Wuhan Xinchu Power Group Co ltd
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2021-08-02
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2031-08-02

Abstract

本实用新型公开了一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统，包括感温光纤、温度校正主机、与所述温度校正主机连接的测温主机和温度标定装置；所述测温主机与感温光纤连接，用于获取感温光纤沿线的温度分布数据，所述温度标定装置用于对感温光纤首端和末端的温度进行标定，所述温度校正主机用于根据感温光纤首端、末端的温度数据对感温光纤沿线的温度分布数据进行校正；所述感温光纤沿热力管道的长度方向布置，且所述感温光纤螺旋缠绕在所述热力管道上。本实用新型通过将感温光纤螺旋缠绕在热力管道上，可以全方位实时监测热力管道的泄漏情况，提高监测的实时性和高效性。同时本实用新型通过设置温度标定装置可以提高分布式光纤测温的准确性。

Description

一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统

技术领域

本实用新型属于管道泄漏监测技术领域，具体涉及一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统。

背景技术

随着国民经济的发展，能源需求量的增加，油气管道运输作为一种安全、经济的运输方式得到了更广泛的应用。作为管道运行监控重要组成部分的管道安全检测技术一直受到各国科技工作者的重视。管道泄漏是影响管道安全运行的最大问题，目前已有多种管道安全检测方式和技术应用于管道的检测和维护，由于管道安全检测技术是多领域多学科知识的综合，各种管道检测方式和技术差别较大。目前主要的管道泄漏检测技术主要有巡线观察法、空气采样法、电缆检漏法、放射物检测法、红外辐射检测法、声学检测法等。巡线观察法利用管道巡线工人或经过训练的动物沿管线巡查，通过看、闻、听或其他方式进行管道泄漏判断，其检测速度慢，无法进行连续检测，主要依赖于巡检者经验；空气采样法通过对管道泄漏的挥发性气体浓度进行检测，该技术无法实现连续监测，检测仪器昂贵，方法实施具有一定局限性；电缆检漏法将电缆与管道平行铺设，当管道泄漏的介质与电缆接触时，将引起电缆特性变化，该方法安全性低，其维修和维护费用高，工作量较大；放射物检测法通过向管道内添加放射性标记物，当管道泄漏时通过检测放射性标记物，可实现管道泄漏检测，该方法对管道内传输介质成分有一定影响；红外辐射检测法基于红外辐射原理，可采用机载红外摄像头沿管道上空进行巡检，同时采用卫星定位系统进行时间定位，该方法成本较高，极易受气候和环境影响，实施时需考虑设备安全性；声学检测法可分为超声波检测法和次声波检测法，沿管壁放置声波发射和接收装置，管道泄漏时将产生缺陷波，通过相关性可实现泄漏位置判别，该检测方法对管道传输介质非常敏感，不适用于输气或介质包含气体的应用环境。

目前，大都采用分布式光纤测温技术对管道泄漏进行实时探测和定位。中国专利文献中，公开号为CN209373191U的专利公开了一种可测漏的热力管道测温光缆，包括连接板、紧固螺栓以及弧形板，所述弧形板设置在耐高温型铠装测温光缆外侧，所述连接板固定在弧形板外表面且连接板通过紧固螺栓与半圆环二固定连接，与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：利用弧形板遮盖在耐高温型铠装测温光缆外侧达到遮挡泥土的目的，降低耐高温型铠装测温光缆在掩埋时受泥土出现位移或损坏的概率。但是由于分布式光纤测温是依靠拉曼散射信号的强度进行温度解调，长距离的光纤传输(通道大于10公里)会导致信号光强度的损耗增大，测温曲线随距离的分布波动加大，因此会呈现喇叭状分布，造成光纤尾端测温精度差的问题；而该专利中未设置温度标定装置，无法为测温装置提供温度标定的参考温度，无法实现准确测温；另外，该专利中的光纤是平行管道设置的，这样会导致管道背离光纤一面泄漏时测温数据的延迟，不能第一时间将温度异常数据传回测温主机。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统，包括感温光纤、温度校正主机、与所述温度校正主机连接的测温主机和温度标定装置；所述测温主机与感温光纤连接，用于获取感温光纤沿线的温度分布数据，所述温度标定装置用于对感温光纤首端和末端的温度进行标定，所述温度校正主机用于根据感温光纤首端、末端的温度数据对感温光纤沿线的温度分布数据进行校正；所述感温光纤沿热力管道的长度方向布置，且所述感温光纤螺旋缠绕在所述热力管道上。本实用新型通过将感温光纤螺旋缠绕在热力管道上，可以全方位实时监测热力管道的泄漏情况，提高监测的实时性和高效性。同时本实用新型通过设置温度标定装置可以提高分布式光纤测温的准确性。

具体地，所述温度标定装置包括两个恒温装置；两个所述恒温装置分别安装在感温光纤的首端和末端，且分别与温度校正主机连接。通过在感温光纤的首端和末端设置恒温装置，可以将感温光纤的首端和末端维持在一个已知的温度范围内，实现对光纤首端和末端的温度标定，解决了现有技术中在长距离光纤尾端温度测量波动较大的问题。

进一步地，所述恒温装置包括水浴箱，所述水浴箱外部设有控制模块和电源模块，所述水浴箱内部设有第一温度传感器、加热器、制冷器；所述第一温度传感器、加热器、制冷器、电源模块分别与控制模块连接。所述第一温度传感器用于检测水浴箱内的水温，所述控制模块用于根据检测的水温控制加热器或制冷器工作，将水浴箱内的水温维持在设定温度内。

进一步地，所述水浴箱相对的两侧壁设有供感温光纤穿过的通孔，所述感温光纤依次穿过水浴箱两侧壁的通孔浸没在水浴箱内，便于给感温光纤提供稳定的温度环境。

进一步地，所述通孔内设有T形密封套；所述密封套套在感温光纤外部，且嵌设在所述通孔内，所述T形密封套一方面起到密封的作用，防止水浴箱内的水从通孔溢出；另一方面，可以对感温光纤起到一定的保护作用；此外，设置为T形还方便密封套的安装、拆卸。

可选地，所述温度标定装置包括两个第二温度传感器；两个所述第二温度传感器分别安装在感温光纤的首端和末端，且分别与温度校正主机连接。通过设置两个第二温度传感器来直接监测感温光纤首端和末端的温度，并将监测的温度数据传输给温度校正主机，可以更加准确地监测感温光纤沿线的温度分布。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型通过在感温光纤首端、末端进行温度标定，并校正测温主机测量的感温光纤沿线温度分布数据，解决了现有技术中在长距离光纤尾端温度测量波动较大的问题，可以延长分布式光纤测温系统的覆盖距离，提高了感温光纤尾端温度测量的精度；(2)本实用新型通过将感温光纤螺旋缠绕在热力管道上，可以全方位实时监测热力管道的泄漏情况，提高监测的实时性和高效性。

附图说明

图1为本实用新型一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中恒温装置的结构示意图；

图中：1、感温光纤；2、温度校正主机；3、测温主机；4、温度标定装置；5、热力管道；6、水浴箱；7、控制模块；8、电源模块；9、第一温度传感器；10、加热器；11、制冷器；12、密封套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例提供了一种用于监测热力管道5的分布式光纤探测系统，包括感温光纤1、温度校正主机2、与所述温度校正主机2连接的测温主机3和温度标定装置4；所述测温主机3与感温光纤1连接，用于获取感温光纤1沿线的温度分布数据，所述温度标定装置4用于对感温光纤1首端和末端的温度进行标定，所述温度校正主机2用于根据感温光纤1首端、末端的温度数据对感温光纤1沿线的温度分布数据进行校正；所述感温光纤1沿热力管道5的长度方向布置，且所述感温光纤1螺旋缠绕在所述热力管道5上。本实施例通过将感温光纤1螺旋缠绕在热力管道5上，可以全方位实时监测热力管道5的泄漏情况，提高监测的实时性和高效性。同时本实施例通过设置温度标定装置4可以提高分布式光纤测温的准确性。

具体地，所述温度标定装置4包括两个恒温装置；两个所述恒温装置分别安装在感温光纤1的首端和末端，且分别与温度校正主机2连接。通过在感温光纤1的首端和末端设置恒温装置，可以将感温光纤1的首端和末端维持在一个已知的温度范围内，实现对光纤首端和末端的温度标定，解决了现有技术中在长距离光纤尾端温度测量波动较大的问题。

进一步地，如图2所示，所述恒温装置包括水浴箱6，所述水浴箱6外部设有控制模块7和电源模块8，所述水浴箱6内部设有第一温度传感器9、加热器10、制冷器11；所述第一温度传感器9、加热器10、制冷器11、电源模块8分别与控制模块7连接。所述第一温度传感器9用于检测水浴箱6内的水温，所述控制模块7用于根据检测的水温控制加热器10或制冷器11工作，将水浴箱6内的水温维持在设定温度内。

进一步地，所述水浴箱6相对的两侧壁设有供感温光纤1穿过的通孔，所述感温光纤 1依次穿过水浴箱6两侧壁的通孔浸没在水浴箱6内，便于给感温光纤1提供稳定的温度环境。

进一步地，所述通孔内设有T形密封套12；所述密封套12套在感温光纤1外部，且嵌设在所述通孔内，所述T形密封套12一方面起到密封的作用，防止水浴箱6内的水从通孔溢出；另一方面，可以对感温光纤1起到一定的保护作用；此外，设置为T形还方便密封套12的安装、拆卸。

可选地，本实施例中，所述温度标定装置4还可以为两个第二温度传感器；两个所述第二温度传感器分别安装在感温光纤1的首端和末端，且分别与温度校正主机2连接。通过设置两个第二温度传感器来直接监测感温光纤1首端和末端的温度，并将监测的温度数据传输给温度校正主机2，可以更加准确地监测感温光纤1沿线的温度分布。

本实施例中，所述温度标定装置4采用恒温水浴箱6，具体实施过程中，首先，将感温光纤1螺旋缠绕在热力管道5上，并统一螺距(已知螺距和热力管道5的外径，就可以根据感温光纤1温度异常的位置换算得到热力管道5泄漏的位置)；再分别在感温光纤1 的首端和末端设置水浴箱6，设定好水浴箱6的温度范围，测温主机3分别与光纤和温度校正主机2连接，温度校正主机2分别两个水浴箱6的控制模块7无线通信连接(控制模块7内置无线通信芯片)，测温主机3可以实时监测感温光纤1沿线的温度分布数据，温度校正主机2根据感温光纤1首端和末端标定的温度数据对所述测温主机3获得的温度分布数据进行校正，得到更加准确的感温光纤1沿线温度分布数据。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统，其特征在于，包括感温光纤、温度校正主机、与所述温度校正主机连接的测温主机和温度标定装置；所述测温主机与感温光纤连接，用于获取感温光纤沿线的温度分布数据，所述温度标定装置用于对感温光纤首端和末端的温度进行标定，所述温度校正主机用于根据感温光纤首端、末端的温度数据对感温光纤沿线的温度分布数据进行校正；所述感温光纤沿热力管道的长度方向布置，且所述感温光纤螺旋缠绕在所述热力管道上。

2.根据权利要求1所述的一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统，其特征在于，所述温度标定装置包括两个恒温装置；两个所述恒温装置分别安装在感温光纤的首端和末端，且分别与温度校正主机连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统，其特征在于，所述恒温装置包括水浴箱，所述水浴箱外部设有控制模块和电源模块，所述水浴箱内部设有第一温度传感器、加热器、制冷器；所述第一温度传感器、加热器、制冷器、电源模块分别与控制模块连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统，其特征在于，所述水浴箱相对的两侧壁设有供感温光纤穿过的通孔。

5.根据权利要求4所述的一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统，其特征在于，所述通孔内设有T形密封套；所述密封套套在感温光纤外部，且嵌设在所述通孔内。

6.根据权利要求1所述的一种用于监测热力管道的分布式光纤探测系统，其特征在于，所述温度标定装置包括两个第二温度传感器；两个所述第二温度传感器分别安装在感温光纤的首端和末端，且分别与温度校正主机连接。