自然水、石油、燃气管道泄漏监测系统

一、背景说明

由于管道起伏、泵站启闭、阀门开关等造成的水锤问题，另一方面在于施工质量、土壤沉降、管道腐蚀、第三方开挖等原因造成的漏水和爆管。长距离输水管道的安全检查主要依靠技术人员检漏设备的被动巡检方式，缺乏有效性和及时性，考虑采用主动监测、定位、评估等在内的技术方法及相应的管理体制解决。配置一套实时在线测漏监测系统可在管道发生泄漏时，根据水流对管道壁的冲刷引起泄漏点发出振动和声波来监测渗漏和爆管预警，全天候监视管道运行，确保安全。

二、系统概述

杭州迈煌光纤水听器的运用-自然水、石油、燃气管道泄漏监测系统采用光纤水听器组成的阵列进行长距离管道泄漏监测，在长输管道中每隔 500m~1km 左右布置一个光纤水听器，通过光缆将水听器串接并传输信号，当两声波传感器之间发生因泄露引起声波或振动时相邻水听器探测到该信号并对其进行识别与定位。

三、系统优势

本系统无论从技术优势、安全可靠性、报警准确率、定位精度，还是安装的便捷等方面综合比较，都具有优势，主要体现在如下几个方面：
1) 传感端全光纤，无源本安，无需供电；
2) 系统适应性强：可满足不同介质、不同长度的管线；
3) 无需全线占地补偿；
4) 全光纤寿命长，可靠性高，免维护。

四、系统组成

杭州迈煌光纤水听器的运用-自然水、石油、燃气管道泄漏监测系统由光纤水听器传感设备、水声侦听监测主机、传感设备及综合智能分析平台等组成。在目前的水听器中，光纤水听器适合大范围组网和长距离信号传输，适用于长距离水管道内使用。系统的组成框图如下图所示：

五、技术参数

光纤水听器监测主机技术参数

■光纤类型：B11 类单模通信光纤

■通道数：64 通道

■声采样率：1212kHz，可扩展

■操作系统：Windows2000 以上中文版

■通信协议：提供标准接入协议，并按照相关规约传输给招标方要求的系统数据库

■远传通信接口：TCP/IP 接口，100M 以太网口

■电源要求：220VAC（±10%），50-60Hz

■设备工作温度：-5℃~+45℃

■设备工作湿度：0~85%（无凝露）

■传输光缆工作温度：-40℃~+70℃

光纤水听器技术参数

■工作频率：5Hz~5kHz，可扩展

■声压灵敏度：≥-150dB

■动态范围： 不小于 100dB

■测量范围：1000m

■尺寸图

六、综合智能管理分析系统

杭州迈煌光纤水听器的运用-自然水、石油、燃气管道泄漏监测系统的智能分析系统包括服务器、智能分析软件、预警算法等组成。该系统可以监测管道发生泄漏并判断管道发生泄漏的情况和位置，及时预警。针对背景环境噪声，综合智能分析系统具备模式分析算法和深度学习算法，可自动进行识别、建库和学习，提高报警准确率。智能分析软件会对管道声数据进行长期建库，对泄漏信号位置、断丝位置、爆管位置等的监测可与管道GIS系统结合显示监测位置。

系统功能如下：

1) 监测管道泄漏信号，确定管道泄漏位置，对爆管进行预警；

2) 模式识别功能：泄漏信号特征准确提取，建立数据样本库，能将环境干扰信号滤除；

3) 支持自主无人值守运行；

4) 丰富的报警及记录功能：系统具有报警本地显示、记录、联动以及远程联动、查询功能。系统能提供实时的电子地图定位、语音报警、数据存储以及声光、短信报警功能；

5) 故障报警功能：系统软件具有故障报警功能。水听器传感器或传输光缆出现断裂时，系统将实时提供反馈信息，上传报警信号；

6) 系统具有“学习功能”，出现报警事件时，系统将采集信号与之前“学习”获得的信号进行对比分析，做出判断；

七、其他说明：

杭州迈煌光纤水听器的运用-自然水、石油、燃气管道泄漏监测系统结合分布式光纤声波/振动传感测漏技术效果更佳，沿着管道布置一根传感光缆，如果泄漏点管道发出声波信号，作用于该点光缆，声波作用于光缆引起光信号调制，通过解调信号处理得到声波信号，经模式识别算法判断泄漏点特征，通过光脉冲定位泄漏点位置。其工作原理：分布式光纤声波传感技术利用高相干光在光纤中传输引起的瑞利散射光干涉对声波/ 振动特征敏感的原理特点，实现声波或振动检测。

光纤水听器的运用-管道泄漏监测系统，还可广泛应用于海军水声装备，水下安防装备、海洋石油勘探和海洋地质调查装备的开发和应用中。
具体应用
1. 海洋资源勘探
——探索海洋资源，得到分布信息
2. 海底地质勘察
——采集地震信号，推测海底地质
3. 海底观测网
——水下实时、长期、全天候观测
4. 海洋国土安全
——反恐、反潜，水下安防