CN106764460A - 分布式光纤输水管道泄漏定位*** - Google Patents

分布式光纤输水管道泄漏定位*** Download PDF

Info

Publication number
CN106764460A
CN106764460A CN201611265448.1A CN201611265448A CN106764460A CN 106764460 A CN106764460 A CN 106764460A CN 201611265448 A CN201611265448 A CN 201611265448A CN 106764460 A CN106764460 A CN 106764460A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical fiber
wdm
aqueduct
couplers
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611265448.1A
Other languages
English (en)
Inventor
衣文索
周钊名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TIANJIN KEEP RUNNING TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Original Assignee
TIANJIN KEEP RUNNING TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TIANJIN KEEP RUNNING TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd filed Critical TIANJIN KEEP RUNNING TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority to CN201611265448.1A priority Critical patent/CN106764460A/zh
Publication of CN106764460A publication Critical patent/CN106764460A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00—Protection or supervision of installations
    • F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明提供了一种分布式光纤输水管道泄漏定位***，包括光学***，所述光学***包括依次连接的激光器、前端***和光纤环形器WDM，所述光学***通过前端***连接光电探测器，将光信号转换为电信号放大，放大后的电信号通过AD转换器转化为数字信号，并通过FPGA连接上位机，所述上位机还控制激光器产生光源。本发明将分布式光纤传感器安装在输水管道旁边，采用基于双马赫曾德的分布式光纤传感器输水管道泄漏定位***进行测量，实时采集数据。根据测量的输水管道沿线的干涉回光互相关函数延时数据，判断输水管道的泄漏点位置。定位精度高，探测距离远，分布式式测量，不影响探测精度，降低设备成本。

Description

分布式光纤输水管道泄漏定位***
技术领域
本发明属于光电传感技术领域，尤其是涉及一种分布式光纤输水管道泄漏定位***。
背景技术
分布式光纤传感技术集传感和传输于一体，可同时探测物理量的空间分布信息和时变信息。因而极适合诸如油气管道、输水管道和桥梁、大坝等大型、长距离设施的实时监测。相比于散色型或萨格奈克型分布式光纤传感***，双马赫-曾德***具有灵敏度高、实时性好、无盲区等优点，在诸如地下管道等信号微弱的检测中，具有很好的实用和经济价值。
大部分的传感***都是基于工控机加采集卡的构架来设计的。该模式虽具有结构简单、易于实现的优点，但采样不足、响应时间长是造成***空间分辨率低和实时性差的主要原因之一。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种分布式光纤输水管道泄漏定位***，根据温度场分布的变化情况判断泄漏点位置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种分布式光纤输水管道泄漏定位***，包括光学***，所述光学***包括依次连接的激光器、前端***和光纤环形器WDM，所述光学***通过前端***连接光电探测器，将光信号转换为电信号放大，放大后的电信号通过AD转换器转化为数字信号，并通过FPGA连接上位机，所述上位机还控制激光器产生光源；所述光纤环形器WDM包括第一光纤环形器WDM和第二光纤环形器WDM；所述光电探测器包括第一光电探测器和第二光电探测器；
所述前端***包括第一3db耦合器、第二3db耦合器、第三3db耦合器、第一偏振控制器、第二偏振控制器；
所述激光器连接第一3db耦合器，所述第一3db耦合器分别连接第一光纤环形器WDM和第二光纤环形器WDM，所述第一光纤环形器WDM连接第二3db耦合器，所述第二3db耦合器分别连接第一偏振控制器、第二偏振控制器，所述第一偏振控制器、第二偏振控制器连接第三3db耦合器，所述第三3db耦合器连接第二光纤环形器WDM。
进一步的，所述前端***和光纤环形器WDM之间通过传感光缆连接。
进一步的，所述传感光缆为铠装传感光缆。
相对于现有技术，本发明所述的一种分布式光纤输水管道泄漏定位***具有以下优势：本发明将分布式光纤传感器安装在输水管道旁边，采用基于双马赫曾德的分布式光纤传感器输水管道泄漏定位***进行测量，实时采集数据。根据测量的输水管道沿线的干涉回光互相关函数延时数据，判断输水管道的泄漏点位置。定位精度高，探测距离远，分布式式测量，不影响探测精度，降低设备成本；
基于双马赫曾德的分布式光纤传感器输水管道泄漏定位***集成化水平高，方便安装，整机体积减小，智能化水平高，安全性好，既满足分布式光纤传感器***的主要功能要求，又可以大大降低***成本，根据探测距离要求进行***设计；
双马赫曾德的分布式光纤传感器输水管道泄漏定位***，可以在很大距离上对输水管道泄漏点进行定位检测。回波噪声小，安装方便，对原来测量***没有影响，应用领域较广。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种分布式光纤输水管道泄漏定位***的结构连接示意图；
图2为本发明实施例所述的光学***的结构示意图；
附图标记说明：
1-激光器；2-前端***；3-传感光缆；4-光纤环形器WDM；41-第一光纤环形器WDM；42-第二光纤环形器WDM；5-光电探测器；51-第一光电探测器；52-第二光电探测器；6-AD转换器；7-FPGA；8-上位机；21-第一3db耦合器；22-第二3db耦合器；23-第三3db耦合器；24-第一偏振控制器；25-第二偏振控制器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，双马赫-曾德分布式光纤传感***主要包括上位机8、FPGA、7、AD转换器6、1550nm窄线宽激光器1、前端***2、传感光缆3和光纤环形器WDM4组成。其中1550nm窄线宽激光器1、前端***2、传感光缆3和光纤环形器WDM4构成光学***。其工作过程为：由上位机8控制光源，经整个光学***后获得振动信号光；然后通过前端***2输出，进入光电探测器5，将光信号转换为电信号放大；放大后的电信号AD转换器6将其转为数字信号，FPGA7负责信号的存储、处理以及和上位机8进行通信。
其光学***由以下器件组成：如图2所示为光学***框图，其前端***2主要由第一3db耦合器21和第二3db耦合器22、第一光纤环形器WDM41和第二光纤环形器WDM42、第一偏振控制器24、第二偏振控制器25构成，起到分光、起偏等作用；中间部分为铠装传感光缆，起到传光和探测振动信号作用；还包括3dB耦合器构成，起到合束和分束作用。
其工作过程为：1550nm的窄线宽激光器1经第一3dB耦合器21分成等功率的两束光，一束沿顺时针进入第一光纤环形器WDM41，由于光束在第一光纤环形器WDM41中只能逆时针走，所以光束由第一光纤环形器WDM41输出直接进入第二3dB耦合器22而不进入第一光学探测器51，第二3db耦合器22中的光束分为两束经第一偏振控制器24、第二偏振控制器25变为偏振光，进入传感光缆3的传感臂，然后又经过第三3dB耦合器23合束，产生干涉光。该干涉光含有振动或侵扰信号，再经传感光缆3的传光臂进入第二光纤环形器WDM42。传光臂为合束的干涉光，因此外界振动不会对其光强产生重大影响。而光束在第二光纤环形器WDM42中只能顺时针走，因此带有振动信号的干涉光只会进入第二光电探测器52而不会返回至第一3dB耦合器21，产生对激光器1的干扰。同理，另一束光沿逆时针方向在***中走一圈后携带振动信号，只能进入第一光电探测器51。通过相关运算即可估算出时间差，就定位出振动信号的位置信息了。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种分布式光纤输水管道泄漏定位***，其特征在于：包括光学***，所述光学***包括依次连接的激光器(1)、前端***(2)和光纤环形器WDM(4)，所述光学***通过前端***(2)连接光电探测器(5)，将光信号转换为电信号放大，放大后的电信号通过AD转换器(6)转化为数字信号，并通过FPGA(7)连接上位机(8)，所述上位机(8)还控制激光器(1)产生光源；所述光纤环形器WDM(4)包括第一光纤环形器WDM(41)和第二光纤环形器WDM(42)；所述光电探测器(5)包括第一光电探测器(51)和第二光电探测器(52)；
所述前端***(2)包括第一3db耦合器(21)、第二3db耦合器(22)、第三3db耦合器(23)、第一偏振控制器(24)、第二偏振控制器(24)；
所述激光器(1)连接第一3db耦合器(21)，所述第一3db耦合器(21)分别连接第一光纤环形器WDM(41)和第二光纤环形器WDM(42)，所述第一光纤环形器WDM(41)连接第二3db耦合器(22)，所述第二3db耦合器(22)分别连接第一偏振控制器(24)、第二偏振控制器(25)，所述第一偏振控制器(24)、第二偏振控制器(25)连接第三3db耦合器(23)，所述第三3db耦合器(23)连接第二光纤环形器WDM(42)。
2.根据权利要求1所述的一种分布式光纤输水管道泄漏定位***，其特征在于：所述前端***(2)和光纤环形器WDM(4)之间通过传感光缆(3)连接。
3.根据权利要求2所述的一种分布式光纤输水管道泄漏定位***，其特征在于：所述传感光缆(3)为铠装传感光缆。
CN201611265448.1A 2016-12-30 2016-12-30 分布式光纤输水管道泄漏定位*** Pending CN106764460A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611265448.1A CN106764460A (zh) 2016-12-30 2016-12-30 分布式光纤输水管道泄漏定位***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611265448.1A CN106764460A (zh) 2016-12-30 2016-12-30 分布式光纤输水管道泄漏定位***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106764460A true CN106764460A (zh) 2017-05-31

Family

ID=58951478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611265448.1A Pending CN106764460A (zh) 2016-12-30 2016-12-30 分布式光纤输水管道泄漏定位***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106764460A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107524922A (zh) * 2017-09-30 2017-12-29 必必优（深圳）科技有限公司 一种管道泄漏次声波检测装置、***及方法
CN107560711A (zh) * 2017-09-30 2018-01-09 必必优（深圳）科技有限公司 一种分段耦合干涉型的分布式光纤传感器***
CN108413257A (zh) * 2018-03-28 2018-08-17 中国计量大学 一种埋地水管监测***
CN112923854A (zh) * 2021-02-04 2021-06-08 辽宁省微波光电子工程研究有限公司 基于mz干涉实时定位以及声音辨别智能报警***

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5679936A (en) * 1979-12-05 1981-06-30 Yokogawa Hokushin Electric Corp Leakage detecting method
CN1862239A (zh) * 2006-06-15 2006-11-15 华中科技大学 分布式光纤振动传感方法及装置
CN102720949A (zh) * 2012-06-11 2012-10-10 天津大学 一种光纤管道泄漏监测装置及其控制方法
CN102352963B (zh) * 2011-10-09 2013-08-07 中国计量学院 基于混合干涉型分布式光纤的水下长输管道泄漏检测装置
CN203414195U (zh) * 2013-06-04 2014-01-29 燕山大学 一种采用ccpons脉冲编码的botdr传感器
CN103047540B (zh) * 2011-09-14 2015-12-02 中国石油天然气集团公司 基于光纤传感的天然气管道泄漏监测光路***
CN105371941A (zh) * 2015-12-16 2016-03-02 中国船舶重工集团公司第七〇五研究所 基于光环形器的分布式光纤振动传感检测方法
CN206504114U (zh) * 2016-12-30 2017-09-19 天津市誉航润铭科技发展有限公司 基于双马赫曾德分布式光纤传感器输水管道泄漏定位***

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5679936A (en) * 1979-12-05 1981-06-30 Yokogawa Hokushin Electric Corp Leakage detecting method
CN1862239A (zh) * 2006-06-15 2006-11-15 华中科技大学 分布式光纤振动传感方法及装置
CN103047540B (zh) * 2011-09-14 2015-12-02 中国石油天然气集团公司 基于光纤传感的天然气管道泄漏监测光路***
CN102352963B (zh) * 2011-10-09 2013-08-07 中国计量学院 基于混合干涉型分布式光纤的水下长输管道泄漏检测装置
CN102720949A (zh) * 2012-06-11 2012-10-10 天津大学 一种光纤管道泄漏监测装置及其控制方法
CN203414195U (zh) * 2013-06-04 2014-01-29 燕山大学 一种采用ccpons脉冲编码的botdr传感器
CN105371941A (zh) * 2015-12-16 2016-03-02 中国船舶重工集团公司第七〇五研究所 基于光环形器的分布式光纤振动传感检测方法
CN206504114U (zh) * 2016-12-30 2017-09-19 天津市誉航润铭科技发展有限公司 基于双马赫曾德分布式光纤传感器输水管道泄漏定位***

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107524922A (zh) * 2017-09-30 2017-12-29 必必优（深圳）科技有限公司 一种管道泄漏次声波检测装置、***及方法
CN107560711A (zh) * 2017-09-30 2018-01-09 必必优（深圳）科技有限公司 一种分段耦合干涉型的分布式光纤传感器***
CN108413257A (zh) * 2018-03-28 2018-08-17 中国计量大学 一种埋地水管监测***
CN112923854A (zh) * 2021-02-04 2021-06-08 辽宁省微波光电子工程研究有限公司 基于mz干涉实时定位以及声音辨别智能报警***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107238412B (zh) 一种同时监测振动、应力、温度的分布式光纤传感器
CN102168808B (zh) 分布式光纤振动传感器
CN102809421A (zh) 基于偏振态差分探测可多点定位的分布式光纤振动传感器
CN105806465B (zh) 一种基于固定反射点的新型φ-otdr探测装置及其探测方法
CN106764460A (zh) 分布式光纤输水管道泄漏定位***
CN107036733B (zh) 基于暗脉冲光源的双芯弱光栅阵列的多参量分布式测量***及测量方法
CN102937416B (zh) 一种基于正交偏振态倒换的全分布式光纤应变与振动传感方法和装置
CN102636217B (zh) 布里渊光时域分析和马赫曾德尔干涉共同检测的传感装置
CN102589748B (zh) 基于光纤瑞利与布里渊原理的环境温度测量方法
CN105783952B (zh) 反射点阵光纤相位敏感otdr传感***及方法
CN102829807A (zh) Botda和potdr相结合的分布式光纤传感***
CN202033010U (zh) 用于工程结构整体与局部应变同时监测的分布式光纤传感器
CN101625258A (zh) 基于马赫-泽德干涉仪的光纤振动传感***及传感方法
CN108254062A (zh) 一种基于混沌调制的相位敏感光时域反射振动检测装置
CN103017887A (zh) 一种光纤振动传感***及其检测方法
CN103591971A (zh) 一种光纤光栅的定位方法及***
CN101813238B (zh) Sagnac/Mach-Zehnder干涉仪分布光纤传感***及其时域定位方法
CN110307920A (zh) 基于噪声调制的光纤温度、应力传感***及测量方法
CN102176684B (zh) 用于工程结构整体与局部应变同时监测的分布式光纤传感器
CN203465033U (zh) 基于宽谱光源的布里渊分布型光纤温度传感器
CN206504114U (zh) 基于双马赫曾德分布式光纤传感器输水管道泄漏定位***
CN101324446B (zh) 一种扰动传感定位方法
CN103954311A (zh) 基于布里渊放大的相位敏感光时域反射计
CN104180832A (zh) 基于四芯光纤的分布式正交矢量扰动传感***
CN107314823B (zh) 干涉型光纤传感器的相位测量方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170531

RJ01 Rejection of invention patent application after publication