CN220321076U - 一种输气管道的监测报警系统 - Google Patents
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Abstract
一种输气管道的监测报警系统，通过光纤传感器、数据处理器和无线通信模块实现对管道的实时监测和报警。光纤传感器感知声波信号并转换为光信号，数据处理器对光信号进行处理和分析，判断是否存在异常情况并输出监测数据和报警信息。无线通信模块将数据传输至数据中心进行远程监控和管理。该系统具有全覆盖、高灵敏度和高可靠性的特点，能及时发现管道泄漏或破坏事件，并精确定位。同时，系统还能监测管道周边环境和活动，预警第三方施工或外力破坏的危险因素。通过实时监测和报警，该系统有助于提升管道安全性和预防事故发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种输气管道的监测报警系统，特别是一种利用光纤传感器技术和无线通信技术实现对输气管道状态的实时监测和预警的系统。
背景技术
输气管道是天然气输送和分配的关键设施，其安全运行直接关系到能源供应和社会稳定。然而，在管道运行过程中，常常会受到第三方施工、外力破坏、管道老化和环境腐蚀等多种因素的影响，进而导致管道泄漏、破裂或爆炸等事故的发生，给经济和人员安全带来严重威胁。因此，为了保障输气管道的安全运行，必须采取有效的监测和预警措施。
目前，常用的输气管道监测方法主要包括压力监测、流量监测、温度监测和声波监测等。尽管这些方法可以反映出管道内部或外部的一些参数变化，但存在一些缺点需要克服。首先，这些方法无法全面覆盖整个管道沿线，只能在一些关键节点或区域进行监测，无法实现对整个管道的连续监测。其次，它们不能及时发现和定位管道泄漏或破坏的位置和程度，只能在事故发生后进行事后分析和处理。此外，这些方法也无法对管道周边环境和活动进行监测，无法预防和避免第三方施工或外力破坏等危险因素对管道的影响。
因此，迫切需要一种全面、实时、准确且远程监测和预警的系统，以提高输气管道的安全管理水平和应急响应能力。
实用新型内容
本实用新型提供一种输气管道的监测报警系统，包括光纤传感器、光纤光源、光纤耦合器、光纤检测器、数据处理器、无线通信模块、数据中心和报警装置；所述光纤传感器沿输气管道的外壁布置，感知输气管道内部或外部产生的声波信号，并将声波信号转换为光信号；所述光纤光源向光纤传感器发送稳定的光信号；所述光纤耦合器将光纤光源发出的光信号分配到多根光纤传感器上或者将多根光纤传感器上的光信号汇集到一路上；所述光纤检测器用于接收并检测从光纤传感器返回的经过声波信号调制后的反射光信号，并将其转换为电信号；所述数据处理器对从光纤检测器接收到的电信号进行数字化处理和分析，并根据设定阈值判断是否存在异常情况，并输出相应的监测数据和报警信息；所述无线通信模块将从数据处理器输出的监测数据和报警信息通过无线通信网络发送到数据中心；所述数据中心接收并存储从无线通信模块发送过来的监测数据和报警信息，并提供给管道管理部门进行远程监控和管理；所述报警装置在接收到来自数据处理器或数据中心的报警信息时发出声音或灯光报警信号，以提醒附近人员注意管道异常情况。
所述光纤传感器为分布式光纤声波传感器，所述分布式光纤声波传感器根据声波信号分析识别出输气管道内部或外部产生的压力、流量、温度变化，并根据设定阈值判断是否存在泄漏或破坏事件。
所述光纤传感器为分布式光纤声波传感器，所述分布式光纤声波传感器根据土壤振动信号分析识别出输气管道周边的第三方施工或外力破坏的危险因素，并根据设定阈值判断是否存在危及管道安全的情况。
所述光纤光源为激光器或半导体激光器。
所述光纤耦合器为一分多路或多分一路的光纤耦合器。
所述光纤检测器为干涉仪或其他类型的光纤检测仪。
所述无线通信模块为GPRS、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、LTE或WLAN。
所述数据中心为服务器。
所述报警装置为声音报警器和/或灯光报警器。
所述无线通信模块与数据中心进行双向通信，接收来自数据中心的控制指令，并根据控制指令对输气管道进行远程控制和紧急切断。
本实用新型提供了一种输气管道的监测报警系统，其主要内容是利用光纤传感器技术和无线通信技术实现对输气管道状态的实时监测和预警。本实用新型具有以下有益效果：
(1)实现对输气管道沿线全覆盖、连续性、高灵敏度、高分辨率和高可靠性的监测，有效地检测出管道内部或外部的压力、流量、温度、声波等参数变化，并根据设定阈值判断是否存在异常情况；
(2)实现对输气管道泄漏或破坏事件的及时发现和精确定位，通过声波信号分析识别出泄漏或破坏的位置和程度，并通过无线通信技术将监测数据和报警信息实时传输到数据中心和管道管理部门，实现对管道状态的远程监控和管理；
(3)实现对输气管道周边环境和活动的监测，通过土壤振动信号分析识别出第三方施工或外力破坏等危险因素，并通过无线通信技术将监测数据和报警信息实时传输到数据中心和管道管理部门，实现对管道安全的预警预防。
附图说明
此处所说明的附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
图1是本实用新型的结构示意框图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
11.如图1所示，本实用新型提供了一种输气管道的监测报警系统，包括光纤传感器1、光纤光源2、光纤耦合器3、光纤检测器4、数据处理器5、无线通信模块6、数据中心7、报警装置8。
所述光纤传感器1为分布式光纤声波传感器，沿输气管道9的外壁布置，与输气管道9紧密贴合，感知输气管道9内部或外部产生的声波信号，并将声波信号转换为光信号。所述光纤传感器1的数量和间距可以根据需要调整，以保证对输气管道9的全覆盖监测。
所述光纤光源2为激光器或半导体激光器，用于向光纤传感器1发送稳定的光信号。所述光纤耦合器3为一分多路或多分一路的光纤耦合器，用于将光纤光源2发出的光信号分配到多根光纤传感器1上，或者将多根光纤传感器1上的光信号汇集到一路上。
所述光纤检测器4为干涉仪或其他类型的光纤检测仪，用于接收并检测从光纤传感器1返回的经过声波信号调制后的反射光信号，并将其转换为电信号。所述数据处理器5为计算机或其他类型的数据处理设备，用于对从光纤检测器4接收到的电信号进行数字化处理和分析，并根据设定阈值判断是否存在异常情况，并输出相应的监测数据和报警信息。
所述光纤传感器1与所述光纤检测器4通过光信号相连接，所述光纤检测器4与所述数据处理器5通过电信号相连接；
所述无线通信模块6为GPRS、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、LTE、WLAN或其他类型的无线通信模块，用于将从数据处理器5输出的监测数据和报警信息通过无线通信网络发送到数据中心7。所述数据中心7为服务器或其他类型的数据存储设备，用于接收并存储从无线通信模块6发送过来的监测数据和报警信息，并提供给管道管理部门进行远程监控和管理。
所述报警装置8为声音报警器、灯光报警器或其他类型的报警装置，用于在接收到来自数据处理器5或数据中心7的报警信息时发出声音或灯光等报警信号，以提醒附近人员注意管道异常情况，并采取相应措施。
本实用新型的工作原理是：
(1)当输气管道9内部或外部发生声波信号时，光纤传感器1感知到声波信号，并将声波信号转换为光信号，沿光纤传输到光纤耦合器3；
(2)光纤耦合器3将从多根光纤传感器1上接收到的光信号汇集到一路上，并将汇集后的光信号传输到光纤检测器4；
(3)光纤检测器4接收并检测从光纤耦合器3传来的经过声波信号调制后的反射光信号，并将其转换为电信号，传输到数据处理器5；
(4)数据处理器5对从光纤检测器4接收到的电信号进行数字化处理和分析，并根据设定阈值判断是否存在异常情况，并输出相应的监测数据和报警信息；
(5)无线通信模块6将从数据处理器5输出的监测数据和报警信息通过无线通信网络发送到数据中心7，同时接收来自数据中心7的控制指令，并根据控制指令对输气管道9进行远程控制和紧急切断；
(6)数据中心7接收并存储从无线通信模块6发送过来的监测数据和报警信息，并提供给管道管理部门进行远程监控和管理，同时向无线通信模块6发送控制指令，以实现对输气管道9的远程控制和紧急切断；
(7)报警装置8在接收到来自数据处理器5或数据中心7的报警信息时发出声音或灯光等报警信号，以提醒附近人员注意管道异常情况，并采取相应措施。
以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。
Claims (10)
1.一种输气管道的监测报警系统，其特征在于：包括光纤传感器、光纤光源、光纤耦合器、光纤检测器、数据处理器、无线通信模块、数据中心和报警装置；所述光纤传感器与所述光纤检测器通过光信号相连接，所述光纤检测器与所述数据处理器通过电信号相连接；
所述光纤光源向光纤传感器发送稳定的光信号，所述光纤耦合器将光纤光源发出的光信号分配到多根光纤传感器上；
所述光纤传感器沿输气管道的外壁布置，感知输气管道内部或外部产生的声波信号，并将声波信号转换为光信号；
所述光纤检测器用于接收并检测从光纤传感器返回的经过声波信号调制后的反射光信号，并将其转换为电信号；
所述数据处理器对从光纤检测器接收到的电信号进行数字化处理和分析，并根据设定阈值判断是否存在异常情况，并输出相应的监测数据和报警信息；
所述无线通信模块将从数据处理器输出的监测数据和报警信息通过无线通信网络发送到数据中心；
所述数据中心接收并存储从无线通信模块发送过来的监测数据和报警信息，并提供给管道管理部门进行远程监控和管理；
所述报警装置在接收到来自数据处理器或数据中心的报警信息时发出声音或灯光报警信号。
2.如权利要求1所述一种输气管道的监测报警系统，其特征在于：所述光纤传感器为分布式光纤声波传感器，所述分布式光纤声波传感器根据声波信号分析识别出输气管道内部或外部产生的压力、流量、温度变化，并根据设定阈值判断是否存在泄漏或破坏事件。
3.如权利要求1所述一种输气管道的监测报警系统，其特征在于：所述光纤传感器为分布式光纤声波传感器，所述分布式光纤声波传感器根据土壤振动信号分析识别出输气管道周边的第三方施工或外力破坏的危险因素，并根据设定阈值判断是否存在危及管道安全的情况。
4.如权利要求1所述一种输气管道的监测报警系统，其特征在于：所述光纤光源为激光器或半导体激光器。
5.如权利要求1所述一种输气管道的监测报警系统，其特征在于：所述光纤耦合器为一分多路或多分一路的光纤耦合器。
6.如权利要求1所述一种输气管道的监测报警系统，其特征在于：所述光纤检测器为干涉仪。
7.如权利要求1所述一种输气管道的监测报警系统，其特征在于：所述无线通信模块为GPRS、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、LTE或WLAN。
8.如权利要求1所述一种输气管道的监测报警系统，其特征在于：所述数据中心为服务器。
9.如权利要求1所述一种输气管道的监测报警系统，其特征在于：所述报警装置为声音报警器和/或灯光报警器。
10.如权利要求1所述的输气管道的监测报警系统，其特征在于：所述无线通信模块与数据中心进行双向通信，接收来自数据中心的控制指令，并根据控制指令对输气管道进行远程控制和紧急切断。
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