[实用新型]基于光纤的油气管道泄漏监测系统

说明书

一种基于光纤的油气管道泄漏监测系统，包括：基于时间门控光频域反射仪的DAS系统、信号处理器以及待测光纤，其中：待测光纤设置于DAS系统的输入端，信号处理器设置于DAS系统的输出端。本实用新型能够实现米级高空间分辨率、高灵敏度与长传感距离，同时去除环境噪声的影响，显著提升了对微弱泄漏信号的检测灵敏度。

技术领域

本实用新型涉及一种光纤传感器应用领域的技术，具体涉及一种基于分布式光纤传感技术的油气管道泄漏监测系统，实现油气管道泄漏的实时监测和定位。

背景技术

现如今管道泄漏的实时和精准检测均通过光纤分布式声波传感器(DAS)实现，其中较为常用的基于相位敏感型光时域反射仪管道监测技术存在以下几个缺点：的空间分辨率与传感距离之间存在矛盾关系：探测光脉冲的持续时间越短则其空间分辨率越高，但这将导致脉冲能量的下降，瑞利散射光的信噪比降低，传感距离和测量灵敏度都会恶化；2) 由瑞利散射光之间的干涉作用引起的相干衰落噪声会影响传感器的检测能力，在基于的DAS系统中，各种解决方法在去除相干衰落噪声的同时都会伴随着其他性能(如，频率响应、空间分辨率)的降低。

实用新型内容

本实用新型针对现有基于的DAS方案无法满足在高空间分辨率和高灵敏度的条件下的长距离监测的不足，提出一种基于光纤的油气管道泄漏监测系统，将高性能分布式光纤声波传感技术和小波降噪算法应用于输气管道泄漏的检测，空间分辨率由探测光信号的扫频范围决定而与光脉冲持续时间无关，从而解决了传统技术中空间分辨率与探测距离之间的矛盾，能够实现米级高空间分辨率、高灵敏度与长传感距离，同时去除环境噪声的影响，显著提升了对微弱泄漏信号的检测灵敏度。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种基于光纤的油气管道泄漏监测系统，包括：基于时间门控光频域反射仪(TGD-OFDR)的DAS系统、信号处理器以及待测光纤，其中：待测光纤设置于DAS系统的输入端，信号处理器设置于DAS系统的输出端。

所述的待测光纤与管道隔着泥土并行排列以获得管道的状态信息。

所述的DAS系统包括：窄线宽激光器以及并联于其输出端的探测光路和本地光路，其中：本地光路的两端分别与窄线宽激光器和信号处理器相连，探测光路由声光调制器、用于增强光功率的掺铒光纤放大器和环形器的第一端口依次连接组成，环形器的第二端口和第三端口分别与待测光纤和信号处理器相连。

所述的声光调制器上进一步设有信号发射器，探测光被声光调制器调制形成线性扫频光脉冲并注入到待测光纤中。

所述的信号处理器包括：依次相连的平衡光电探测器、数据采集卡和信号处理器，其中：平衡光电探测器的输入端与探测光路和本地光路的输出端相连。

附图说明

图1为实施例提供的基于高性能分布式光纤声波传感器的油气管道泄漏监测系统的示意图；

图2为加压0.2MPa时2560条相位轨迹示意图；

图3为加压0.05MPa时2560条相位轨迹示意图；

图中：1为窄线宽激光器、2为光纤耦合器、3为声光调制器、4为信号发生器、5为掺铒光纤放大器、6为环形器、7为光纤耦合器、8为平衡光电探测器、9为数据采集卡、 10为信号处理器、11为待测光纤。

具体实施方式