[发明专利]一种海底天然气管道泄漏监测实验平台及其数据处理方法

说明书

本发明公开了一种海底天然气管道泄漏监测实验平台及其数据处理方法，包括光路系统、光电探测系统、信号处理系统及场景模拟系统，所述光路系统上分别连接设置第一光纤组及第二光纤组，所述第一光纤组沿顺时针方向进入场景模拟系统内，并从场景模拟系统穿出，所述第二光纤组沿逆时针进入场景模拟系统内，并从场景模拟系统穿出，所述第一光纤组及第二光纤组从场景模拟系统穿出后分别与光电探测系统相连，所述光电探测系统与信号处理系统电路相连。本发明的有益效果是，采用该实验平台大大减少了光学仪器运用的数量，大大减少了光路上光功率的损耗及不必要的干扰；该实验平台光路的搭建比较简单，同时减低了实验的成本。

技术领域

本发明涉及输气管道安全监测技术领域，具体涉及一种海底天然气管道泄漏监测实验平台及其数据处理方法。

背景技术

管道输送具有成本低、效率高、损耗低、稳定性好、适应复杂地形、气候等优点。对于海底天然气管道的来说，传输的天然气中酸性硫化物的成分含量高，容易发生因管道腐蚀而带来的天然气泄漏现象。若不及时发现管道泄漏并及时修复，将带来巨大的经济损失。同时对于自然资源来说也是极大的浪费。泄露到海洋中的硫化物将严重威胁附近海域的生态环境。所以对海底天然气管道运行状态的监测和安全维护也愈发重要。在各种检测技术的不断发展的同时，需要一种海底天然气管道无损监测实验平台，对监测系统进行优化改进以提高定位的反应时间并提高定位精度。

现有的光纤传感原理的管道泄漏监测技术存在如下问题：1.光路复杂且运用的光学器件过多，导致光功率损耗大。导致了光电探测器接受到的光强弱，对于泄露情况的判断不敏感。2.当前的光纤传感解调原理运用了大量的积分微分数学运算，且需要参与运算的参数过多，带来不可避免的新误差源。难以快速准确的计算出光纤中相位的变化，由此带来了巨大的定位误差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了结构合理、测量准确的一种海底天然气管道泄漏监测实验平台及其数据处理方法。

本发明的技术方案如下：

一种海底天然气管道泄漏监测实验平台，其特征在于，包括光路系统、光电探测系统、信号处理系统及场景模拟系统，所述光路系统上分别连接设置第一光纤组及第二光纤组，所述第一光纤组沿顺时针方向进入场景模拟系统内，并从场景模拟系统穿出，所述第二光纤组沿逆时针进入场景模拟系统内，并从场景模拟系统穿出，所述第一光纤组及第二光纤组从场景模拟系统穿出后分别与光电探测系统相连，所述光电探测系统与信号处理系统电路相连。

所述的一种海底天然气管道泄漏监测实验平台，其特征在于，所述光路系统包括激光源、第三光耦合器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、第一光耦合器及第二光耦合器，所述激光源与光耦合器相连，所述第三光耦合器分别与第一偏振控制器及第二偏振控制器相连，所述第一偏振控制器与第一光耦合器相连，所述第二偏振控制器与第二光耦合器相接。

所述的一种海底天然气管道泄漏监测实验平台，其特征在于，所述场景模拟系统包括无盖不锈钢水槽、设置在无盖不锈钢水槽内的预制泄露孔的硬聚氯乙烯管及设置在预制泄露孔的硬聚氯乙烯管一端的空气压缩机，所述第一光纤组及第二光纤组分别包括信号臂光纤及参考臂光纤，所述第一光纤组及第二光纤组上的信号臂光纤分别设置在预制泄露孔的硬聚氯乙烯管上，用透明胶带固定，并包裹设置金属阻尼隔音毡；所述第一光纤组及第二光纤组上的参考臂光纤外也包裹设置金属阻尼隔音毡，并置于无盖不锈钢水槽中。

所述的一种海底天然气管道泄漏监测实验平台，其特征在于，所述光电探测系统包括第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器及第四光电探测器，所述第一光纤组上的信号臂光纤及参考臂光纤分别与第三光电探测器及第四光电探测器连接，所述第二光纤组的信号臂光纤及参考臂光纤分别与第一光电探测器及第二光电探测器连接。

所述的一种海底天然气管道泄漏监测实验平台，其特征在于，所述信号处理系统包括四路同步数据采集卡及与其相连的计算机，所述四路同步数据采集卡与光电探测系统相连。