一种光纤传感天然气管道泄漏监测系统的泄漏点定位方法和系统

摘要

本发明是一种光纤传感天然气管道泄漏监测系统的泄漏点定位方法和系统。它将管道泄漏光纤传感器通过光复用技术并联接在收发传输光纤之间，形成光回路，管道泄漏光纤传感器均匀布设在管道本体上；由光源发出激光，经传输光路传输到达每一个传感器附近时，通过分束器分束后，进入安装在管道本体上的传感器，各传感器拾取沿管道传播的泄漏振动信号后，再次经合束器进入传输光路传回至系统的光电探测器部分，对采集的振动信号进行分析处理，获得振动波传播到泄漏点附近四个传感器的时延差，结合振动波在管道本体上的传播速度实现对泄漏点的定位。本方法可以监测突发或已发泄漏信号，具有定位准确性好、性能稳定等优势。

主权项

一种光纤传感天然气管道泄漏监测系统的泄漏点定位方法，其特征是它利用与油气管道同沟敷设的普通通信光缆中的两根光纤分别作为发射和回传光纤，将管道泄漏光纤传感器通过光复用技术并联接在收发传输光纤之间，形成光回路，管道泄漏光纤传感单元均匀布设在管道本体上，形成可监测管道泄漏振动的光纤传感系统；由光源发出激光，经传输光路传输到达每一个传感器附近时，通过分束器分束后，进入安装在管道本体上的传感器，各传感器拾取沿管道传播的泄漏振动信号后，再次经合束器进入传输光路传回至系统的光电探测器部分，对采集的振动信号进行分析处理，获得振动波传播到泄漏点附近四个传感器的时延差，结合振动波在管道本体上的传播速度实现对泄漏点的定位；传感器采用光纤干涉仪结构，为光纤迈克耳逊干涉仪或者光纤马赫曾德干涉仪的形式，其输出的光强信号经光电转换后可以写成：V0∝1+Vcos(φs+φn+φ0)+Vn其中，V0是输出的电压信号，V是干涉仪的可视度，Vn是电路附加噪声，φs为由泄漏振动波引起的相差信号，即为要探测的泄漏振动波信号，φ0为干涉仪的初始相位，是个常量，φn为位相差的低频漂移，是一个不确定量，随温度和外界环境影响而变化；通过与光源调制方式相匹配的解复用和解调技术实现泄漏振动波信号φs的获取，并对该信号φs到达相应的传感器的时延差进行估计，结合振动波沿管道传播的速度v实现对振动波源即泄漏点位置的确定。