利用分布式光纖測(cè)溫來(lái)分析自來(lái)水管道泄漏監(jiān)測(cè)

分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng),自來(lái)水管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

       水是生命之源,我國(guó)水資源十分匱乏。供水管道網(wǎng)是輸送自來(lái)水的主要方式,我國(guó)供水管網(wǎng)的損漏率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出國(guó)際水平,每年因?yàn)樽詠?lái)水管道泄漏浪費(fèi)大量水資源。供水管道的泄漏不但會(huì)給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活造成非常大的影響,而且還會(huì)造成巨大的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)的損失。因此,對(duì)管道實(shí)施有效監(jiān)測(cè)十分重要。

       分布式光纖傳感器具有體積小、抗電磁干擾、耐腐蝕和敷設(shè)簡(jiǎn)單等*的優(yōu)點(diǎn),在傳感器領(lǐng)域引起人們廣泛的關(guān)注。公司采用分布式光纖拉曼測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)自來(lái)水管道泄漏進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這種方法是基于拉曼散射的溫度效應(yīng),通過拉曼散射光中的反斯托克斯對(duì)溫度敏感,感知光纖沿線溫度信息;利用斯托克斯光作為參考信號(hào)光解調(diào)測(cè)溫信號(hào);根據(jù)光時(shí)域反射原理定位管道泄漏點(diǎn)。分布式拉曼光纖測(cè)溫系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自來(lái)水管道,并且能分布式、大范圍的監(jiān)測(cè)整條自來(lái)水管道運(yùn)行狀況。根據(jù)監(jiān)測(cè)自來(lái)水管道泄漏的實(shí)際情況選擇符合要求的元器件,使整個(gè)拉曼測(cè)溫系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)溫度分辨率為1℃和空間分辨率為1m。本文采用累加平均法采集光纖沿線溫度信號(hào)可使系統(tǒng)信噪比提高180倍。

       通過搭建分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)自來(lái)水管道泄漏進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。得出結(jié)論:當(dāng)泄漏的自來(lái)水與光纖周圍環(huán)境的溫度相差1℃及以上時(shí),分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)能夠辨別是否有自來(lái)水泄漏現(xiàn)象并且對(duì)泄漏的位置進(jìn)行定位;當(dāng)同時(shí)有兩處或兩處以上泄漏點(diǎn)且兩泄漏點(diǎn)距離1米以上時(shí),分布式測(cè)溫系統(tǒng)能辨別出泄漏點(diǎn)的數(shù)量;當(dāng)泄漏自來(lái)水與傳感光纖的接觸長(zhǎng)度從1m增加到2m時(shí),測(cè)溫系統(tǒng)探測(cè)曲線波形變寬且幅值變大。根據(jù)監(jiān)測(cè)輸出波形的分析,制定管道泄漏警報(bào)系統(tǒng),并與拉曼測(cè)溫系統(tǒng)配套應(yīng)用到管道泄漏的監(jiān)測(cè)中。得出結(jié)論:在功率一定的條件下,隨著距離的增加,警報(bào)系統(tǒng)需要更大的溫差才能識(shí)別出自來(lái)水管道泄漏點(diǎn)的位置。在同一個(gè)位置,隨著光源輸出平均光功率的增加,警報(bào)系統(tǒng)能識(shí)別出自來(lái)水管道泄漏點(diǎn)的位置所需要的溫度降低。當(dāng)自來(lái)水與傳感光纖的接觸長(zhǎng)度變長(zhǎng),分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)探測(cè)曲線的溫度包幅值也隨著變大,管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠識(shí)別出水與外界介質(zhì)的溫度差變小。