一种天然气管道泄漏振动波传播速度测定系统

摘要

本发明是一种天然气管道泄漏振动波传播速度测定系统。它包括光路系统和电路两部分；在管道本体上每隔一定距离安装一个光纤传感单元，多个光纤传感单元构成一个光纤传感器组，每个光纤传感器组用一根光纤接一串接在光纤中的分束器后到接收端的光源和光电探测器，光电探测器输出接包括泄漏信号识别和事件定位功能的信号采集与处理模块，所述信号采集与处理模块包括信号调理器、信号采集器、处理单元、终端显示和外部接口；接光电探测器输出的信号调理器输出依次串接信号采集器和处理单元，处理单元输出有终端显示和外部接口；信号采集与处理模块输出接微机。它灵敏度和准确度高、虚警率低、不易受环境因素影响。

主权项

一种天然气管道泄漏振动波传播速度测定系统,它包括光路系统和电路两部分；在管道本体上每隔一定距离安装一个光纤传感单元，多个光纤传感单元构成一个光纤传感器组，每个光纤传感器组用一根光纤接一串接在光纤中的光分束器后到接收端的光源和光电探测器，光电探测器输出接包括泄漏信号识别和事件定位功能的信号采集与处理模块，所述信号采集与处理模块包括信号调理器、信号采集器、处理单元、终端显示和外部接口；接光电探测器输出的信号调理器输出依次串接信号采集器和处理单元，处理单元输出有终端显示和外部接口；信号采集与处理模块输出接微机；由光源发出激光，经传输光路实现分束后，部分激光被传输到安装在管道壁上的光纤传感器组，光纤传感器组拾取沿管道传播的泄漏振动信号以及噪声后，再次经传输光路传回至系统的光电探测器，由信号采集与处理模块进行泄漏振动信号解调与识别分析，并对泄漏振动信号进行时延估计实现对泄漏点的定位；所述光源是一种包括适合复用和调制解调的专用光源系统，由光频可调的激光器和专用调制信号发生模块构成；所述光路系统是基于频分复用原理，由光路适配器、传输光缆和光纤传感单元三部分构成；光路适配器由光分束器和光合束器组成；光纤传感单元采用马赫曾德干涉仪或迈克耳逊干涉仪；每个光纤传感器由两根光纤接一光路适配器，所有光路适配器依次串接，由距接收端最近的光路适配器接系统主机；其特征是光路系统具体是激光器发出的探测激光输入传输光缆中的输入光纤进入光纤传感器组后到达第一个光路适配器，由该光路适配器的光分束器分为两束激光：一束经输入光纤进入第一个光纤传感单元，另一束光经延时光纤传到下一个光路适配器，再由下一个光路适配器中的光分束器分为两束激光，一束进入第二个光纤传感单元，另一束再经传输光纤传输到下一个光路适配器，以此类推，直到激光到达最后一个光纤传感单元；每2‑10个相邻的光纤传感器分为一组，组内各光纤传感器的干涉信号通过光合束器接入回传光纤，传回到系统接收端；在光纤传感器组的最后一个光纤传感单元，激光不再通过光路适配器，直接进入光纤传感单元；而经过各光纤传感单元后的光信号，通过各自相应的光路适配器中的光合束器，与后面传过来的光信号合束，最终经输出光纤传至监测系统的光电转换模块；所述光路适配器集合了光分束器和光合束器；输入光纤与输出光纤使用的是同一根传输光缆中的两根不同的纤芯；传输光缆将所有光路适配器串联起来；管道上相邻的两个传感单元之间的发射光纤和回传光纤的长度均要大于激光器相干长度的1/2。