[发明专利]一种分布式光纤声波传感管道泄漏监测系统与方法

权利要求书

1.一种分布式光纤声波传感管道泄漏监测系统，其特征在于，包括管理模块、光传感模块、信号处理模块、监控模块以及预警网络终端，所述光传感模块包括：激光源、第一光纤耦合器、声光调制器、光纤放大器、带通滤波器、空分复用模块以及拉曼放大模块；

其中，所述激光源与所述第一光纤耦合器连接；所述第一光纤耦合器与所述声光调制器连接；所述声光调制器与所述光纤放大器连接；所述光纤放大器与所述带通滤波器连接；所述带通滤波器与所述空分复用模块连接；所述空分复用模块与所述拉曼放大模块连接。

2.根据权利要求1所述的分布式光纤声波传感管道泄漏监测系统，其特征在于，所述空分复用模块包括：第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、第四光纤耦合器、光纤环形器、光子灯笼以及双平衡光电探测器；

其中，所述第二光纤耦合器与所述带通滤波器以及所述光纤环形器连接；所述光纤环形器还与所述光子灯笼以及所述第四光纤耦合器连接；所述第四光纤耦合器与所述第三光纤耦合器以及所述双平衡光电探测器连接；所述第三光纤耦合器还与所述第一光纤耦合器连接。

3.根据权利要求2所述的分布式光纤声波传感管道泄漏监测系统，其特征在于，所述拉曼放大模块包括：第一波分复用器、第二波分复用器以及传感光纤；

其中，所述第一波分复用器与所述传感光纤一端以及所述光子灯笼连接；所述传感光纤另一端与所述第二波分复用器连接。

4.根据权利要求1所述的分布式光纤声波传感管道泄漏监测系统，其特征在于，所述光纤放大器为掺铒光纤放大器。

5.根据权利要求3所述的分布式光纤声波传感管道泄漏监测系统，其特征在于，所述光纤环形器用于在单根光纤上进行双向光信号传输，所述光纤环形器具有三个端口，其中，第一端口作为输入端口，第三端口作为输出端口，第二端口既能作为输入端口又能作为输出端口。

6.根据权利要求2所述的分布式光纤声波传感管道泄漏监测系统，其特征在于，所述信号处理模块与所述双平衡光电探测器电连接，所述信号处理模块用于接收检测的电信号，并对所述电信号进行处理与分析。

7.根据权利要求6所述的分布式光纤声波传感管道泄漏监测系统，其特征在于，所述监控模块与所述信号处理模块电连接，用于接收所述信号处理模块处理后的电信号，与样本库进行对比，当发现管道出现泄漏时，发出预警信号。

8.根据权利要求7所述的分布式光纤声波传感管道泄漏监测系统，其特征在于，所述管理模块与所述激光源以及所述监控模块连接，用于控制激光源进行监测，并发送样本库信息给所述监控模块。

9.根据权利要求7所述的分布式光纤声波传感管道泄漏监测系统，其特征在于，所述预警网络终端与所述监控模块连接，用于接收所述预警信号，并根据所述预警信号发出报警，显示管道泄漏位置。

10.一种分布式光纤声波传感管道泄漏监测方法，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的分布式光纤声波传感管道泄漏监测装置，执行下列步骤：

所述第一光纤耦合器将所述激光源的光信号分为本振光和探测光；

所述探测光经过所述声光调制器、光纤放大器以及带通滤波器后进入所述空分复用模块进行管道泄漏检测，再通过所述拉曼放大模块得到后向瑞利散射光；

所述本振光进入所述空分复用模块，与所述后向瑞利散射光耦合，得到检测光；

所述检测光通过所述双平衡光电探测器转换为电信号；

所述监控模块根据所述电信号判断管道的封闭性。