[实用新型]酸性介质输送管道泄漏分布式光纤检测系统

说明书

本实用新型涉及一种酸性介质输送管道泄漏分布式光纤检测系统，包括光模块、光纤环、光开关、检测光缆、数据采集卡、信号处理系统，光模块产生脉冲发射信号，脉冲发射信号经光纤环和光开关进入检测光缆，检测光缆沿输送管道轴向布置，在检测光缆中传输的脉冲发射信号会向后产生散射信号，散射信号重新被光模块接收并转化成电信号并由数据采集卡采集，信号处理系统与数据采集卡通讯，将信号变化解调为检测光缆上与酸性介质反应后的温度变化信息。检测光缆具有酸溶液自感知特性，当输送管道发生泄漏时，泄漏出的酸液与检测光缆反应放热，使泄漏位置升温，根据泄漏点散射信号对温度敏感的特点检测泄漏事件，具有灵敏、精准的优点。

技术领域

本实用新型涉及分布式光纤传感检测系统，尤其涉及一种基于酸腐蚀放热的分布式光纤热传感检测系统，及其用于酸性介质输送管道泄漏的检测。

背景技术

腐蚀性介质输送管道长时间使用后容易发生腐蚀、疲劳，一旦发生管道泄漏事故，尤其是酸、碱介质运输管道的泄漏，不仅给管道运输带来损失，还会给周边环境和生命财产造成威胁。因此，实时掌握腐蚀性介质运输管线的输送信息，做到防范于未然，并对输送管线发生的泄漏事故及时检测，对保障输送管道安全、高效运行十分重要。

分布式光纤测温技术(Distributed Temperature Sensing，DTS)以其高空间分辨率、高测量精度和传感距离长等优点，已被广泛研究和应用于实际工程中，尤其是热力管道泄漏监测。然而，分布式光纤测温技术目前仅能够用于热力管道的泄漏检测，对于常温介质输送管道泄漏检测的应用，研究成果相对较少。

公开号为CN108955938A的专利文件公开了一种用于常温输送管线分布式光纤测温装置，包括输送常温介质的输送管道，与输送管道并行铺设、位于输送管道下方的感温光缆和加热包，用于将输送管道、感温光缆、加热包密封在封闭空间的外部管道，所述感温光缆与DTS主机连接，所述加热包为被动热源。

上述方案虽然能够检测常温介质溶液输送管道的泄漏，但是无法区分介质种类，且需要额外设置加热包，造价高，加热包本身也存在密封失效的问题，容易引起误报。难以推广应用。

实用新型内容

针对酸性介质输送管道的泄漏检测，本实用新型开发了一种对常温酸性介质敏感的特殊光缆，基于此开发了一种分布式光纤传感检测系统，该系统采用分布式光纤传感技术，实现对泄漏点有效精准探测，明显降低误报率。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种酸性介质输送管道泄漏分布式光纤检测系统，包括光模块、光纤环、光开关、检测光缆、数据采集卡、信号处理系统，所述光模块产生脉冲发射信号，所述脉冲发射信号经所述光纤环和光开关进入检测光缆，所述检测光缆沿输送管道轴向布置，在所述检测光缆中传输的所述脉冲发射信号会向后产生散射信号，所述散射信号经所述光开关、光纤环重新被光模块接收并转化成电信号，并由所述数据采集卡采集，所述信号处理系统与所述数据采集卡通讯，将信号变化解调为所述检测光缆上的温度变化信息。

优选地，所述光模块包括脉冲激光器，用于产生脉冲发射信号；波分复用器；光电探测器；所述脉冲激光器通过所述波分复用器与所述光纤环连接；所述光电探测器与所述波分复用器连接，所述数据采集卡再连接所述光电探测器。具有集成度高、尺寸小，长期可靠稳定的优点。

优选地，所述光纤环是由多圈光纤在圆环金属支架上按四极对称绕法绕制的参考光纤环圈，减小了因骨架或光纤本身热涨冷缩引起的应力不均匀变化对光纤环的测温影响，提高系统的温度自校准精度，目前已在保偏光纤环领域得到广泛应用。

优选地，系统中还包括电子温度传感器，所述电子温度传感器设置在所述光纤环上；所述光开关集成了光通道切换控制电路和所述电子温度传感器的温度采集电路，并通过串口与信号处理系统通讯，实现光纤环的实时温度测量和光通道的切换。