基于分布式光纤传感的管道泄漏检测技术研究

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随着城市供热面积的不断扩大,形成了大型的供热管网,供热管道在城市建设和人们生活中起着越来越重要的作用。但在给社会带来利益的同时,随之也会带来一些难以预料的管道事件,例如由于管道自然侵蚀风化、焊接处发生裂缝、开关部位损坏、补偿器裂痕等原因,都会造成管道漏水,这会造成大量水资源的浪费,同时也给人们的生命财产及生活环境带来严重的影响。直埋供热管道的泄漏检测相对比较困难,通常的泄漏检测方法是把大量传感器放在管道的不同地方,这些方法存在诸多不便。相比而言,分布式光纤温度传感系统则可以一次测量多个点的温度,并可准确定位泄露点的位置,具有十分重要的研究和应用价值。本文基于分布式光纤温度传感技术建立了管道泄漏检测与漏点定位系统,并对其中的若干关键技术问题进行了深入研究。  本文的研究工作主要包括:分析了管道泄露检测以及分布式光纤温度传感的研究背景及发展状况;研究了光纤传感技术的基本理论和分布式光纤温度传感器的测温原理;按照反斯托克斯光与温度存在的某种关联,在测量光纤周围环境温度时利用斯托克斯散射光调制反斯托克斯光;按照光时域反射(OTDR)技术判断光纤温度和距离的联系;设计了分布式光纤温度传感系统,详细描述了系统中各部分的功能与硬件选型,包含有光纤传感器、激光器、APD模块及数据采集卡等;最后,分析了虚拟仪器技术并利用LabVIEW设计了系统的软件部分,采取小波去噪方法对采集回来的温度信息进行去噪,提升了信噪比,完成了光纤沿线温度信息的特性提取,实现了信号采集、信号去噪、信号存储与查询、泄露点定位及报警等功能,达到了预期的研究目标。
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