[实用新型]基于双Sagnac光纤干涉仪的管道泄漏监测装置有效

专利信息
申请号: 201120209053.6 申请日: 2011-06-21
公开(公告)号: CN202100946U 公开(公告)日: 2012-01-04
发明(设计)人: 杭利军;隋宁菠;臧晓微;张立伟 申请(专利权)人: 北京一轻研究院
主分类号: F17D5/02 分类号: F17D5/02;G01M3/38
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 100009 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 基于 sagnac 光纤 干涉仪 管道 泄漏 监测 装置
【说明书】:

技术领域

本实用新型是一种基于双Sagnac光纤干涉仪的管道泄漏监测的装置,属于管道泄漏监测领域。

背景技术

管道是现行的五大运输工具之一,在运送液体、气体、浆液等方面具有成本低,节省能源,安全性高及供给稳定的优势,在石油、化工、天然气及城市供水等行业中有着不可替代的作用。随着管道运输业的不断发展,为了维护管道的安全运行,管道运行监测技术也在不断发展。

现有长距离管道泄漏检测技术主要有负压波法、模型法等,存在灵敏度低、响应慢、定位精度差等缺点,在实际应用中难以满足快速、准确的检测管道泄漏的要求。近年来,随着光纤传感技术的发展,长距离分布式光纤传感技术也开始应用于管道泄漏检测,由于光纤传感器的灵敏度高、动态范围大、响应快、传输距离长,可满足长距离、小泄漏管道检测要求。中国发明专利申请号02145502.3采用光时域反射技术进行油气管线泄漏检测,它是通过检测光纤中产生的瑞利散射和菲涅尔反射信号来判断光纤的故障点,主要应用于光缆的故障、光纤长度、光纤的损耗以及光纤接头损耗等检测。

中国发明专利申请号200410020046.6采用干涉型分布式光纤微振动传感器进行管道泄漏检测,此传感器是由管道附近沿管道并排铺设的单模光缆及相应的光学元件构成,当管道发生泄漏时,产生的泄漏噪声使光缆中传输的光相位被调制,引起干涉光的输出发生变化,进而判断有无泄漏的发生。由于这种传感技术需要光缆中至少有三根单模光纤才能构成传感器,但在一些已经敷设好的管线中,沿途敷设的通信光缆只预留了一根光纤,不能形成干涉仪,因此无法利用该类检测技术对这些管线进行检测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服了以上所述缺陷,提出了一种基于双Sagnac光纤干涉仪的管道泄漏监测装置,该装置的优点是仅用传感光缆中的一条光纤形成两个Sagnac干涉仪,将传感光缆沿管道敷设,实现沿管道的泄漏监测,且此装置的检测灵敏度高、漏报率低、能实现管道长距离小泄漏检测与定位。

为了达到上述目的,本实用新型采用的如下技术方案。本装置主要包括有第一光路系统1、第二光路系统2、分布式光纤传感系统3、检测系统4,第一光路系统1又包括有第一宽带连续光源A1、第一单模光纤D1、第一耦合器A2、第一消偏器A3、第二消偏器A5,第一延迟线圈A4、第二耦合器A6;第二光路系统2包括有第二宽带连续光源B1,第二单模光纤D2、第三耦合器B2,第三消偏器B3、第四消偏器B5、第二延迟线圈B4、第四耦合器B6;分布式光纤传感系统3包括有第一波分复用器C1、第一传感光缆C2、第二波分复用器C4、第一反射镜A7、第二传感光缆C5、第二反射镜B7;检测系统4包括有第一光电转换器A10、第二光电转换器A11、第一信号解调器A12、第二信号解调器B12、第三光电转换器B10、第四光电转换器B11、A/D采集卡C6、计算机C7。其中第一光路系统1的宽带连续光源A1通过第一单模光纤D1与第一耦合器A2连接,第一耦合器A2的两个输出端E3、E4分别与第一消偏器A3和第二消偏器A5连接,第一消偏器A3与第一延迟线圈A4连接,第一延迟线圈A4和第二消偏器A5分别与第二耦合器A6的两个输入端F1、F2连接,第二耦合器A6的输出端F3与第一波分复用器C1的一个输入端口H1连接;第二光路系统2的宽带连续光源B1通过第二单模光纤D2与第三耦合器B2连接,第三耦合器B2的两个输出端M3、M4分别与第三消偏器B3和第四消偏器B5连接,第三消偏器B3与第二延迟线圈B4连接,第二延迟线圈B4和第四消偏器B5分别与第四耦合器B6的两个输入端N1、N2连接,第四耦合器B6的输出端N3与第一波分复用器C1的另一个输入端口H2连接;第一波分复用器C1通过第一传感光缆C2与第二波分复用器C4连接,第二波分复用器C4的一个输出端与第一反射镜A7连接,第二波分复用器C4的另一个输出端通过第二传感光缆C5与第二反射镜B7连接;第一耦合器A2的两个端口E1、E2分别通过第一传输光缆A8和第二传输光缆A9与第一光电转换器A10、第二光电转换器A11连接,第一光电转换器A10、第二光电转换器A11又通过第一信号解调器A12与A/D采集卡C6连接;第三耦合器B2的两个端口M1、M2分别通过第三传输光缆B8和第四传输光缆B9与第三光电转换器B10、第四光电转换器B11连接,第三光电转换器B10、第四光电转换器B11又通过第二信号解调器B12与A/D采集卡C6连接;A/D采集卡C6与计算机C7连接。

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