[发明专利]一种分布式光纤袋式除尘器漏袋定位检测装置及其方法

说明书

本发明涉及一种分布式光纤袋式除尘器漏袋定位检测装置及其方法，包括：单频激光光源，为光纤传感器提供相干光能量；脉冲调制器，用于将单频激光光源输出的连续光转化成一定脉冲宽度和重复频率的脉冲光；将光纤传感器以螺旋形悬垂放置在每个布袋中，光纤传感器底部打成麻花结，测量并记录未运行下的背景噪声。本发明还公开了一种分布式光纤袋式除尘器漏袋定位检测装置及其方法的定位检测方法。本发明采用通信光缆的两根纤芯集传感和传输于一体，使用相干瑞利噪声实现布袋破损后，气流对光缆微振动探测，同时结合拉曼测温原理，实现泄漏出温度异常检测，同时采用该光缆实现信号传输，适用于空间有限、环境恶劣的工业现场的应用。

技术领域

本发明涉及布袋除尘系统技术领域，尤其是一种分布式光纤袋式除尘器漏袋定位检测装置及其方法。

背景技术

近年来，我国大气环境污染十分严重，因各种废气污染导致雾霾天气频繁出现，已严重影响人们的生活和工作。在水泥行业，袋式除尘器技术是一种传统的除尘技术，但也存在一些不足之处：一是滤袋的破损，且破损始终伴随其整个生命周期；二是袋式除尘器相对电除尘器的阻力大，系统风机电耗高，环保装备也要节能降耗。

为了解决因除尘器整体换袋导致的运行成本升高的问题，最开始采用人工检漏的方法来代替定期更换布袋，可是这种方法却在无形之中增加了工人的劳动量。为了减少工人的工作量，后来渐渐地研究出了各种布袋检漏的方法，主要包括光传感法、电荷感应法、荧光粉检漏法等，但这些方法都存在着各自的不足之处。其中，光传感法的传感探头要伸入管道内部，容易导致传感探头因粘灰而被污染，进而造成检漏误报；电荷感应法主要是通过测量电荷量的大小变化来反映布袋除尘器中净烟气中的含尘量，容易受外部条件影响，对粉尘浓度的测量只能做定性的判断，无法做定量分析；荧光粉检漏法，可以对狭小空间及隐蔽的区域进行检漏，能够对漏点进行准确定位，且直观明显，很容易分辨出袋口未压紧或滤袋破损造成的泄漏，但这种方法荧光粉用量较大，检测费高，同时需要人工查检，对于布袋除尘系统上千条布袋的定位显得非常耗时，无法实现全自动化实时监测。

光纤测温系统使用一个特定频率的光脉冲照射光纤内的玻璃芯。当光脉冲沿着光纤玻璃芯下移时，会产生多种类型的辐射散射。如瑞利(Rayleigh)散射、布里渊(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是对温度最为敏感的一种。光纤中光传输的每一点都会产生拉曼散射，并且产生的拉曼散射光是均匀分布在整个空间角内的。

拉曼散射是由于光纤分子的热振动和光子相互作用发生能量交换而产生的，具体地说，如果一部分光能转换成为热振动，那么将发出一个比光源波长更长的光，称为斯托克斯光(Stokes光)，如果一部分热振动转换成为光能，那么将发出一个比光源波长更短的光，称为反斯托克斯光(Anti-Stokes光)。其中Stokes光强度受温度的影响很小，可忽略不计，而Anti-Stokes光的强度随温度的变化而变化。Anti-Stokes光与Stokes光的强度之比提供了一个关于温度的函数关系式，检测定位的结果更加精确。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种对袋式除尘过程中的破袋位置进行智能化检测定位，成本低、安装简单、工作量小、安全可靠的分布式光纤袋式除尘器漏袋定位检测装置及其方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种分布式光纤袋式除尘器漏袋定位检测装置及其方法，包括：

单频激光光源，为光纤传感器提供相干光能量；

脉冲调制器，用于将单频激光光源输出的连续光转化成一定脉冲宽度和重复频率的脉冲光；

EDFA放大器，用于将一定脉冲宽度和重复频率的脉冲光进行放大；

窄带光学滤波器，在光纤通信系统中，只允许窄带窄线宽激光通过；

APD光电探测器，光电探测器电路用于对光电转换器件输出的微弱电压或电流信号进行放大、处理和整形输出；