[发明专利]一种高压氢气泄漏检测方法及系统

权利要求书

1.一种高压氢气泄漏检测方法，其特征在于，包括：

利用不同预设位置的光纤光栅感知高压氢气储存装置发生氢气泄漏时产生的超声波；所述光纤光栅在所述超声波的作用下发生形变；

利用解调仪的宽谱光源向所述光纤光栅发射初始光；所述初始光经过环形器入射到所述光纤光栅；所述初始光在发生形变的所述光纤光栅上产生反射光；所述反射光反射回所述解调仪；

利用所述解调仪对所述反射光进行波长检测，得到具体波长；

基于温度补偿原理，根据所述具体波长计算中心波长漂移量；

根据所述中心波长漂移量判断是否出现波长漂移，若是，则确定氢气泄漏事故发生。

2.根据权利要求1所述的高压氢气泄漏检测方法，其特征在于，所述根据所述中心波长漂移量判断是否出现波长漂移，若是，则确定氢气泄漏事故发生之后，还包括：

根据不同位置的所述光纤光栅计算得到的所述中心波长漂移量确定超声波声压；

根据超声波在不均匀介质中的衰减行为关系式和所述声压确定泄漏源位置。

3.根据权利要求2所述的高压氢气泄漏检测方法，其特征在于，所述根据不同位置的所述光纤光栅计算得到的所述中心波长漂移量确定超声波声压的公式为：

其中，λ_B为光栅的中心波长，E表示材料的弹性模量，n_eff为光栅的有效折射率，p₁₁、p₁₂分别为和超声波传播介质相关的第一常数和第二常数；Δλ_B为所述中心波长漂移量；p为所述超声波声压。

4.根据权利要求2所述的高压氢气泄漏检测方法，其特征在于，所述根据超声波在不均匀介质中的衰减行为关系式和所述声压确定泄漏源位置，包括：

根据预设的第一位置的所述声压和所述衰减行为关系式确定所述第一位置距泄漏源的距离，记为第一距离；

根据预设的第二位置的所述声压和所述衰减行为关系式确定所述第二位置距泄漏源的距离，记为第二距离；

确定所述第一位置和所述第二位置的相距距离，记为第三距离；

基于三角形的几何关系，根据所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离确定所述泄漏源位置。

5.根据权利要求4所述的高压氢气泄漏检测方法，其特征在于，所述衰减行为关系式的公式为：

其中，p₁为第一位置的所述声压，为所述第一距离，p₂为第二位置的所述声压，为所述第二距离，f为频率，为在频率为f的情况下，以为衰减的参考位置，位置处的扩散衰减系数，为在频率为f的情况下，以为衰减的参考位置，位置处的吸收和散射衰减系数。

6.一种高压氢气泄漏检测系统，其特征在于，包括：

超声波感应模块，用于利用不同预设位置的光纤光栅感知高压氢气储存装置发生氢气泄漏时产生的超声波；所述光纤光栅在所述超声波的作用下发生形变；

发射模块，用于利用解调仪的宽谱光源向所述光纤光栅发射初始光；所述初始光经过环形器入射到所述光纤光栅；所述初始光在发生形变的所述光纤光栅上产生反射光；所述反射光反射回所述解调仪；

波长检测模块，用于利用所述解调仪对所述反射光进行波长检测，得到具体波长；

计算模块，用于基于温度补偿原理，根据所述具体波长计算中心波长漂移量；

事故确定模块，用于根据所述中心波长漂移量判断是否出现波长漂移，若是，则确定氢气泄漏事故发生。

7.根据权利要求6所述的高压氢气泄漏检测系统，其特征在于，还包括：

声压确定模块，用于根据不同位置的所述光纤光栅计算得到的所述中心波长漂移量确定超声波声压；

位置确定模块，用于根据超声波在不均匀介质中的衰减行为关系式和所述声压确定泄漏源位置。