[发明专利]一种可重复布置的非金属管道泄漏监测系统及方法

说明书

本发明提供一种可重复布置的非金属管道泄漏监测系统及方法，包括外输光纤、应变光缆、解调仪和预紧力调节装置，外输光纤一端与解调仪电连接，外输光纤另一端与应变光缆电连接，应变光缆两端与预紧力调节装置连接，应变光缆通过预紧力调节装置缠绕于所述非金属管道上。本发明利用应变光缆与预应力增敏机构即预紧力调节装置，相结合以解决传统非金属管道泄漏光栅光栅端点灵敏度低且布置困难的问题，采用预紧力调节装置时拆装方便快捷，对传感器无损伤，还可以通过反复的拆装一条应变光缆快速的检测不同管道不同位置的应力应变情况。

技术领域

本发明属于非金属管道泄漏监测技术领域，特别涉及一种可重复布置的非金属管道泄漏监测系统及方法。

背景技术

非金属管道长期受到工作环境(如腐蚀环境、压力环境等)的影响，加之环境荷载作用以及自身尺寸、材料不尽相同，在非金属管道使用过程中容易产生不同损伤，如疲劳断裂、裂纹、磨损等，这些损伤较易直接引起危险，如含油污水泄漏、可燃性气体爆炸等，严重危及到人员和设备财产安全。对于金属管道损伤绝大多数检测手段难以很好在非金属管道上应用，面向非金属管道结构损伤的有效检测方法研究已成为研究热点。基于此：如何把管道泄漏产生的应变信号转换成无“电流”的数据信号；在安全防爆的前题下，如何将数据信号远距离传输，实现在线监测非金属管道泄漏是十分重要的。

传统的非金属管道泄漏往往采用粘贴式光缆监测系统，使光缆能粘贴在外壁上，但会由于粘贴不均影响到检测结果；采用传统粘贴的方法需要在粘贴后等待一段时间使树脂胶完全风干，风干时长通常在三小时以上，影响监测效率；而且粘贴式光缆监测系统在无限多次交变载荷作用下，会在一定程度上降低应变光缆的疲劳强度，减少其使用寿命；粘贴式光缆监测系统不仅拆卸手段复杂而且在拆卸之后会有损伤传感器的隐患，从而增加工作成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种可重复布置的非金属管道泄漏监测系统及方法，采用以下技术方案：

一种可重复布置的非金属管道泄漏监测系统，包括外输光纤、应变光缆、解调仪和预紧力调节装置，外输光纤一端与解调仪电连接，外输光纤另一端与应变光缆电连接，应变光缆两端与预紧力调节装置连接，应变光缆通过预紧力调节装置缠绕于所述非金属管道上。

优选地，预紧力调节装置包括预紧导板、预紧导杆和平面连杆机构，预紧导杆与预紧导板转动连接，预紧导杆与平面连杆机构螺纹连接，应变光缆两端与平面连杆机构连接，平面连杆机构在预紧导杆的作用下伸缩带动应变光缆收紧或放松。

优选地，平面连杆机构包括两个预紧滑块和两个导向滑块，两个导向滑块分别位于预紧导杆的两端，两个预紧滑块位于两个导向滑块中间并沿垂直于预紧导杆的方向设置，两个预紧滑块和两个导向滑块通过四个连杆依次连接形成平面连杆机构，两个导向滑块沿预紧导杆做往复运动并带动两个预紧滑块往复运动；预紧滑块上设有固定块，应变光缆两端分别与固定块固定连接。

优选地，预紧导板上设有预紧导轨和滑块导轨，预紧滑块沿所述预紧导轨往复运动，导向滑块沿所述滑块导轨往复运动。

优选地，固定块上设有一圈凹槽，应变光缆两端设有与所述凹槽适配的通孔，应变光缆通过所述通孔卡设在所述凹槽内与固定块连接。

优选地，所述四个连杆长度相等，所述滑块导轨的长度等于两个连杆长度之和。

优选地，应变光缆为带状纤维增强复合材料应变光缆。

一种可重复布置的非金属管道泄漏监测方法，所述监测方法基于权利要求1-7任一所述的监测系统，包括以下步骤：

将应变光缆缠绕在所述非金属管道上，两端与预紧力调节装置连接；

通过预紧力调节装置调节应变光缆缠绕在非金属管道上的松紧度；

观察解调仪上由应变光缆通过外输光纤传输来的信号，根据所述信号监测非金属管道泄漏情况。