CN210567567U - 一种基于das***的气体泄漏检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于DAS***的气体泄漏检测装置，包括测试管道、管道支架、外部探测光纤、内部探测光纤、光纤保护管、光纤支架、加压机构及压力检测机构，所述测试管道安装于所述管道支架上，所述测试管道上设有泄漏孔，所述光纤支架沿所述测试管道的沿线设置，所述外部探测光纤放置于所述光纤支架上，其一端连接DAS主机，另一端连接所述内部探测光纤，所述测试管道内固定有光纤保护管，所述光纤保护管与外部互通，所述内部探测光纤布置于所述光纤保护管内，所述测试管道的一端连接加压机构及所述压力检测机构。本实用新型的气体泄漏检测装置可以准确地检测是否发生气体泄漏以及定位泄露位置，具有监测精度高、响应速度快的优点。

Description

一种基于DAS***的气体泄漏检测装置

技术领域

本实用新型属于光纤通信传感气体泄漏检测技术领域，具体涉及一种基于DAS***的气体泄漏检测装置。

背景技术

现阶段，主要运用应力波检测法、负压波检测法进行气体管道泄漏监测。应力波检测法的原理是管道内气体泄漏时会引起实测管道应力波信号功率谱的变化，可以通过分析这种变化来检测泄漏，由于影响管道应力波传播的因素很多，很难用解析的方法描述管道振动。负压波检测法的原理为当管道发生气体泄漏时，由于管内气体损失导致局部气体减少从而出现瞬时压力降低和速度差。这个瞬时的压力下降，作用在介质上，作为减压波源，通过管线和介质向泄漏点的上下游传播。当以泄漏前的压力作为参考标准时，泄漏时所产生的减压波就称为负压波，这种方法称为负压波检测法。在管道首末两端各安装一个压力变送器，根据泄漏产生的负压波传播到上下游的时间差和管内的压力波的传播速度就可以计算出漏点的位置。负压波法具有较高的响应速度和定位精度，但受管线运行工况的影响较大，误报率高。因此管网急需一种监测精度高，定位准确的监测方法。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于DAS***的气体泄漏检测装置，本实用新型能够检测气体管道是否发生泄漏及泄漏点的位置，同时能对测试结果的准确性进行检测，为气体泄漏检测技术的发展提供技术支撑。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种基于DAS***的气体泄漏检测装置，包括测试管道、管道支架、外部探测光纤、内部探测光纤、光纤保护管、光纤支架、加压机构及压力检测机构，所述测试管道安装于所述管道支架上，所述测试管道上设有泄漏孔，所述光纤支架沿所述测试管道的沿线设置，所述外部探测光纤放置于所述光纤支架上，其一端连接DAS主机，另一端连接所述内部探测光纤，所述测试管道内固定有光纤保护管，所述光纤保护管与外部互通，所述内部探测光纤布置于所述光纤保护管内，所述测试管道的一端连接加压机构及所述压力检测机构。

作为优选的技术方案，所述光纤保护管为PE管。

作为优选的技术方案，所述加压机构包括空压机、连接软管及开关阀，所述空压机通过所述连接软管与所述测试管道的一端连接，所述连接软管上安装有所述开关阀。

作为优选的技术方案，所述压力检测机构为压力计，所述压力计安装于所述连接软管上。

作为优选的技术方案，所述外部探测光纤的搭设高度与所述测试管道的轴线高度相同。

作为优选的技术方案，所述光纤支架包括底座、连接杆及平行杆，所述平行杆通过所述连接杆连接所述底座。

作为优选的技术方案，所述泄漏孔设置为3个，3个所述泄漏孔的孔径不同。

DAS(Direct-Attached Storage)***,即开放***的直连式储存。气体发生泄漏时会引起探测光纤中背向瑞利散射光强度、相位的变化，此传感信号经数据采集模块采集并传入计算机进行处理，去除直流信号，添加窗函数并做FFT(Fast FourierTransformation是离散傅氏变换的快速算法)，获取时域信号与频域信号，依据泄漏发生前后的时域信号的幅值大小以及频率变化泄漏特征判断气体是否发生泄漏。同时采用OTDR(Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪)技术确定泄漏发生位置，根据发射信号到返回信号所用的时间以及光在玻璃物质中的速度，可计算出距离，即气体泄漏发生的位置。

应用分布式光纤传感技术进行泄漏监测具有多重优势，传感器即为普通的光纤，成本低、无辐射、抗电磁干扰能力强；无论是燃气管、稀有气体管等，在发生泄漏时，管道内部及周围的声场都会发生一定规律的变化，而对这些变化的监测可判断出气体泄漏情况；监测***的监测距离长无盲区，符合管道本身特性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的气体泄漏检测装置可以准确地检测是否发生气体泄漏以及定位泄露位置，具有监测精度高、响应速度快的优点。

(2)本实用新型的气体泄漏检测装置通过对采集的数据进一步分析可以计算出管道中的泄漏量或者泄露口径的大小，以对管道的维修提供参考。

(3)本实用新型的气体泄漏检测装置能够对测试结果的准确性进行验证，得到不同管道压力下的测试结构，验证该装置在泄露检测应用上的可行性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种基于DAS***的气体泄漏检测装置的整体结构示意图。

图2为图1沿A-A方向的剖视图。

图3为光纤支架的结构示意图。

图4为未发生泄漏情况下的检测光谱图。

图5为发生泄漏情况下的检测光谱图。

其中，附图标记具体说明如下：测试管道1、空压机2、DAS主机3、泄漏孔4、压力计5、开关阀6、光纤保护管7、光纤支架8、外部探测光纤9、内部探测光纤10、连接软管11、管道支架12、底座13、连接杆14、平行杆15。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1及图2所示，本实施例提供一种基于DAS***的气体泄漏检测装置，包括测试管道1、管道支架12、外部探测光纤9、内部探测光纤10、光纤保护管7、光纤支架8、加压机构及压力检测机构，测试管道1安装于管道支架12上，测试管道1上设有泄漏孔4，泄漏孔4设置为3个且孔径不同。光纤支架8沿测试管道1的沿线设置，外部探测光纤9放置于光纤支架8上，外部探测光纤9的搭设高度与测试管道1的轴线高度相同，其一端连接DAS主机3，另一端连接内部探测光纤10。测试管道1内固定有光纤保护管7，光纤保护管7为PE管，光纤保护管7与外部互通，内部探测光纤10布置于光纤保护管7内，测试管道1的一端连接加压机构及压力检测机构。

如图3所示，光纤支架8包括底座13、连接杆14及平行杆15，平行杆15通过连接杆14连接底座13。光纤支架8高度与测试管道1所在位置的中心轴向高度一致为1m，底座13长为0.1m，平行杆15长度为0.3m，外部探测光纤9与测试管道1之间的距离为0.05m。

加压机构包括空压机2、连接软管11及开关阀6，空压机2通过连接软管11与测试管道1的一端连接，连接软管11上安装有开关阀6。压力检测机构为压力计5，压力计5安装于连接软管11上。加压机构负责压缩空气给整个测试管道1加压或减压。

气体发生泄漏时会引起探测光纤中背向瑞利散射光强度、相位的变化，此传感信号经数据采集模块采集并传入计算机进行处理，去除直流信号，添加窗函数并做FFT，获取时域信号与频域信号，依据泄漏发生前后的时域信号的幅值大小以及频率变化泄漏特征判断气体是否发生泄漏。同时采用OTDR技术确定泄漏发生位置，根据发射信号到返回信号所用的时间、光纤折射率以及光在玻璃物质中的速度，可计算出距离，即气体泄漏发生的位置。通过计算的位置与实际测量的位置进行对比，即可判断该方法测试的准确性。

实际测试的过程中，未发生泄漏与发生泄漏的DAS信号如图4及图5所示，横坐标为位置，纵坐标为时间，颜色的深浅为DAS传感信号的强度。

图4为未发生气体泄漏时的DAS信号，图5为发生气体泄漏时的DAS信号。图5可以看出，管道发生泄漏时的DAS信号远高于未发生泄漏时的DAS信号强度，通过OTDR技术可知泄漏位置在4250米附近。

本实用新型的实验方法可以准确地检测气体是否发生泄漏及泄露位置，具有监测精度高、响应速度快的优点。并且通过对采集的数据进一步分析可以计算出气体泄漏量或者泄露口径的大小，进而对管道的维修工作提供参考。

尽管上述实施例已对本实用新型作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本实用新型的精神以及范围之内基于本实用新型公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本实用新型的精神以及范围之内。

Claims (7)

1.一种基于DAS***的气体泄漏检测装置，其特征在于，包括测试管道(1)、管道支架(12)、外部探测光纤(9)、内部探测光纤(10)、光纤保护管(7)、光纤支架(8)、加压机构及压力检测机构，所述测试管道(1)安装于所述管道支架(12)上，所述测试管道(1)上设有泄漏孔(4)，所述光纤支架(8)沿所述测试管道(1)的沿线设置，所述外部探测光纤(9)放置于所述光纤支架(8)上，其一端连接DAS主机(3)，另一端连接所述内部探测光纤(10)，所述测试管道(1)内固定有光纤保护管(7)，所述光纤保护管(7)与外部互通，所述内部探测光纤(10)布置于所述光纤保护管(7)内，所述测试管道(1)的一端连接加压机构及所述压力检测机构。

2.如权利要求1所述的一种基于DAS***的气体泄漏检测装置，其特征在于，所述光纤保护管(7)为PE管。

3.如权利要求1所述的一种基于DAS***的气体泄漏检测装置，其特征在于，所述加压机构包括空压机(2)、连接软管(11)及开关阀(6)，所述空压机(2)通过所述连接软管(11)与所述测试管道(1)的一端连接，所述连接软管(11)上安装有所述开关阀(6)。

4.如权利要求3所述的一种基于DAS***的气体泄漏检测装置，其特征在于，所述压力检测机构为压力计(5)，所述压力计(5)安装于所述连接软管(11)上。

5.如权利要求1所述的一种基于DAS***的气体泄漏检测装置，其特征在于，所述外部探测光纤(9)的搭设高度与所述测试管道(1)的轴线高度相同。

6.如权利要求1所述的一种基于DAS***的气体泄漏检测装置，其特征在于，所述光纤支架(8)包括底座(13)、连接杆(14)及平行杆(15)，所述平行杆(15)通过所述连接杆(14)连接所述底座(13)。

7.如权利要求1所述的一种基于DAS***的气体泄漏检测装置，其特征在于，所述泄漏孔(4)设置为3个，3个所述泄漏孔(4)的孔径不同。

Images