[实用新型]一种面向管道渗漏监测的分布式光纤传感系统

说明书

本实用新型涉及一种面向管道渗漏监测的分布式光纤传感系统，其包括：拉曼测温仪和待测光纤，待测光纤包括依次连接的前段、参考光纤环段和后段，前段的前端与拉曼测温仪连接，参考光纤环段位于预设温度的高精度恒温槽中，后段的后端刻蚀有光纤布拉格光栅；拉曼测温仪用于在接收到发射信号时发射脉冲激光，光纤用于传输脉冲激光，并在传输过程中生成脉冲激光的前向散射光和后向散射光，且前向散射光和后向散射光均包括Stokes光和anti‑Stokes光；光纤布拉格光栅用于反射前向散射光使得前向散射光反射回拉曼测温仪处；拉曼测温仪还用于对待测光纤进行温度解调得到光线沿线温度曲线。

技术领域

本实用新型涉及面向管道泄漏监测技术领域，尤其涉及一种面向管道渗漏监测的分布式光纤传感系统。

背景技术

管道运输在生产生活中占有及其重要的地位，一旦发生管道泄露事故，不仅造成水资源的严重浪费，还可能严重影响城市交通、居民生活、工业生产等方面。因此，保障管道运输系统稳定高效运行对日常生产生活的顺利进行有着十分重大的意义。因此对管道系统的运行状态的实时监测，保障管道运输系统的稳定可靠，有着十分重要的意义。

分布式光纤传感技术凭借着其长距离、高精度等优势已经在面向管道泄漏监测领域成为国内外研究人员研究的热点。在分布式光纤拉曼测温系统中，目前常用的温度解调方法有：①利用anti-Stokes光自身作为参考通道和信号通道的单路解调算法；②Stokes后向散射光作为参考通道，利用anti-Stokes后向散射光作为信号通道，然后利用这两种后向散射光的光强比值来解调光纤沿线的温度信息。③Rayleigh后向散射光作为参考通道，利用anti-Stokes后向散射光作为信号通道，然后利用这两种后向散射光的光强比值来解调光纤沿线的温度信息。

然而实践表明，现有温度解调方法由于自身原理所限，存在如下问题：⑴由于光纤中瑞利散射光强度比拉曼光强度大30dB，而通常用于拉曼温度传感系统的WDM隔离度为35～40dB，通过计算我们知道由于WDM隔离度不高导致采集到的Stokes光和anti-Stokes光中会有瑞利光的串扰，进而影响最后解调出来的温度精度。⑵实际工程中，传感光纤的铺设会导致光纤出现较大程度的弯曲或变形，而且同一位置不同时刻对应的外部物理扰动也会导致测温稳定性以及测温精度的恶化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可消除瑞利噪声的高精度分布式光纤传感系统，以解决现有分布式光纤传感系统中存在的瑞利光串扰、光纤突变损耗问题，提高系统测温精度及测温稳定性。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

一种面向管道渗漏监测的分布式光纤传感系统，其包括：拉曼测温仪和待测光纤，所述待测光纤包括依次连接的前段、参考光纤环段和后段，所述前段的前端与所述拉曼测温仪连接，所述参考光纤环段位于预设温度的高精度恒温槽中，所述后段的后端刻蚀有光纤布拉格光栅；

所述拉曼测温仪用于在接收到发射信号时发射脉冲激光，所述光纤用于传输所述脉冲激光，并在传输过程中生成所述脉冲激光的前向散射光和后向散射光，且所述前向散射光和所述后向散射光均包括Stokes光和anti-Stokes光；

所述光纤布拉格光栅用于反射所述前向散射光使得所述前向散射光反射回所述拉曼测温仪处；

所述拉曼测温仪还用于基于多束脉冲激光的前向散射光和后向散射光对所述待测光纤进行温度解调得到光线沿线温度曲线。

作为本实用新型的进一步改进，所述拉曼测温仪包括依次连接的脉冲激光器、波分复用器、信号传输机构、高速数据收集卡和计算机，且所述波分复用器与所述前段的前端连接，所述计算机与所述脉冲激光器连接；

所述脉冲激光器用于在接收到发射信号时发射脉冲激光；

所述波分复用器用于将所述脉冲激光进行输送至所述待测光纤，以及接收所述前向散射光和后向散射光，并通过所述信号传输机构发送至所述高速数据收集卡；