[发明专利]一种管道在线监测装置和监测方法

说明书

本发明公开了一种管道在线监测装置和监测方法。管道在线监测装置包括传感光缆、测量单元和监测单元；传感光缆包括双芯光纤，第一光纤的第二端与第二光纤的第二端连接。通过测量单元获取光功率信号，并根据受激布里渊散射光的光功率信号确定受激布里渊散射光的频谱，并根据受激布里渊散射光的峰值确定受激布里渊散射光的频移，监测单元根据历史数据分析和特征信号提取与智能识别，实现在线监测管道的服役情况，实现对管道第三方破坏、管道泄漏、管道沉降形变和地质灾害等进行事前预警，事前预知事件发生的时间、地点、事件趋势等，并准确定位，便于管道维护人员及时检修与处理，避免重大事故发生。

技术领域

本发明实施例涉及管道泄漏监测的技术领域，尤其涉及一种管道在线监测装置和监测方法。

背景技术

石油天然气管道输送是我国第五大运输方式，具有安全、高效、低耗等优点，对保障能源安全和经济发展具有重要意义。油气管道距离长、且多埋藏于地下，地质环境复杂，长期服役后会因腐蚀、地形沉降、管材及施工质量、机械施工及人为破坏等原因发生失效事故。油气管道都是高压运行，输送介质易燃、易爆并具有毒性，一旦发生事故极易造成重大经济损失、人员伤亡和环境污染，因此油气管道的安全在线监测尤显重要。

现有技术中，以马赫-泽德、萨格纳克干涉仪为代表的分布式光纤振动传感技术应用于油气管道工程，利用与管道同沟敷设的通信光缆或者传感光缆作为传感器，可以实现挖掘、机械施工以及泄漏等事件预警。但受测量原理所限，马赫-泽德、萨格纳克干涉仪仅可实现单一振动事件的定位，对管道沿线多个振动事件无法定位。

发明内容

本发明提供一种管道在线监测装置和监测方法，以实现在线监测管道的服役情况，同时可以对管道存在的所有异常处进行定位。

第一方面，本发明实施例提供了一种管道在线监测装置，包括传感光缆、测量单元和监测单元；

所述传感光缆包括双芯光纤，分别为第一光纤和第二光纤；所述第一光纤和所述第二光纤均包括第一端和第二端；所述第一光纤的第二端与所述第二光纤的第二端连接；

所述测量单元与所述传感光缆连接，所述测量单元用于输出第一光信号至所述第一光纤的第一端，输出第二光信号至所述第二光纤的第一端，并实时获取所述传感光缆传输的管道沿线的光功率信号，并根据所述光功率信号确定受激布里渊散射光的频移，根据所述频移计算所述管道沿线的特征参数；其中，所述第一光信号为分散光信号，所述第二光信号为连续的扫频光信号；

所述测量单元与所述监测单元连接，所述监测单元接收所述测量单元输出的所述管道沿线的特征参数，并根据多组所述管道沿线的特征参数判断所述管道的状态。

具体地，所述测量单元包括第一光源产生器、第二光源产生器、耦合器、光电探测器和处理器；

所述第一光源产生器与所述耦合器连接，所述耦合器与所述第一光纤的第一端连接；所述第一光源产生器将产生的所述第一光信号通过所述耦合器输出至所述第一光纤；

所述第二光源产生器与所述第二光纤的第一端连接，所述第二光源产生器将产生的所述第二光信号输出至所述第二光纤；

所述耦合器获取所述传感光缆实时传输的所述管道沿线的光功率信号；

所述光电探测器与所述耦合器连接，所述光电探测器接收所述耦合器输出的所述管道沿线的光功率信号，并将其转换成电信号；

所述处理器与所述光电探测器连接，所述处理器接收所述光电探测器输出的所述电信号，根据所述电信号确定受激布里渊散射光的频谱，根据所述电信号的峰值确定所述电信号的峰值对应的所述受激布里渊散射光的频移，根据所述频移计算所述管道沿线的特征参数；

所述处理器还根据所述电信号中的峰值对应的时间计算所述电信号的峰值对应所述管道的位置。