[发明专利]一种天然气管道泄漏振动波传播速度测定方法和系统

权利要求书

1.一种天然气管道泄漏振动波传播速度测定方法，其特征在于它是建立在光纤传感的天然气管道泄漏监测方法的基础上；用天然气管道泄漏监测系统，选择某一个已知传感器点通过敲击管道等形式模拟管道泄漏引发振动，依据工程施工和验收资料中使用的管道段的数量，对传播到两个相邻的传感器的泄漏信号进行时延估计并结合已知的管道长度实现对泄漏振动波速度的测定，准确给出当前测试点距离两个相邻的传感器点的距离L，将该模拟测试点位置X代入：X＝L-[v×(t_n+1-t_n)]/2，反解出：v＝2(L-X)/(t_n+2-t_n)，实现根据已知的传感器间隔距离和测定的信号传播时间测定振动波沿管道传播的速度；

式中L是两个相邻的传感器点之间的距离；X为距离起始点的第一个传感器点的距离，当在传感器点测试时X取值0，v是泄漏振动波的传播速度。

2.一种使用权利要求1所述方法的天然气管道泄漏振动波传播速度测定系统，其特征在于它包括光路系统和电路两部分；在管道本体上每隔一定距离安装一个光纤传感器，多个光纤传感器构成一个光纤传感器组，每个光纤传感器组用一根光纤接一串接在光纤中的分束器后到接收端的光源和光电探测器，光电探测器输出接包括泄漏信号识别和事件定位功能的信号采集与处理模块，所述信号采集与处理模块包括信号调理器、信号采集器、处理单元、终端显示和外部接口；接光电探测器输出的信号调理器输出依次串接信号采集器和处理单元，处理单元输出有终端显示和外部接口；信号采集与处理模块输出接微机；

由光源发出激光，经传输光路实现分束后，部分光被传输到安装在管道壁上的光纤传感器组，光纤传感器组拾取沿管道传播的泄漏振动信号以及噪声后，再次经传输光路传回至系统的光电探测器，由信号采集与处理模块进行泄漏信号解调与识别分析，并对泄漏信号进行时延估计实现对泄漏点的定位。

3.根据权利要求2所述的一种天然气管道泄漏振动波传播速度测定系统，其特征是所述光路系统是基于频分复用原理，由光路适配器、传输光缆和光纤传感器三部分构成；光路适配器由光分束器和光合束器组成；光纤传感器采用马赫曾德干涉仪或迈克耳逊干涉仪；每个光纤传感器由两根光纤接一光路适配器，所有光路适配器依次串接，由距接收端最近的光路适配器接系统主机。

4.根据权利要求2或3所述的一种天然气管道泄漏振动波传播速度测定系统，其特征是所述光路系统具体是激光器发出的探测激光输入传输光缆中的输入光纤进入传感器组后到达第一个光路适配器，由该光路适配器的光分束器分为两束激光：一束经输入光纤进入第一个光纤传感器，另一束光经延时光纤传到下一个光路适配器，再由下一个光路适配器中的光分束器分为两束激光，一束进入第二个光纤传感器，另一束再经传输光纤传输到下一个光路适配器，以此类推，直到激光到达最后一个光纤传感器；每2-10个相邻的光纤传感器分为一组，组内各光纤传感器的干涉信号通过光合束器接入回传光纤，传回到系统接收端；在传感器组的最后一个光纤传感器，激光不再通过光路适配器，直接进入光纤传感器；而经过各光纤传感器后的光信号，通过各自相应的光路适配器中的光合束器，与后面传过来的光信号合束，最终经输出光纤传至监测系统的光电转换模块；

所述光路适配器集合了光分束器和光合束器；输入光纤与输出光纤使用的是同一根传输光缆中的两根不同的纤芯；传输光缆将所有光路适配器串联起来；管道上相邻的两个传感器之间的发射光纤和回传光纤的长度均要大于激光器相干长度的1/2。