[发明专利]一种天然气管道泄漏光纤监测传感器的复用/解复用方法和系统

摘要

本发明是一种天然气管道泄漏光纤监测传感器的复用/解复用方法和系统。它是对激光器进行光频调制产生泄漏探测光，用光臂差不同的迈克耳逊或马赫-曾德干涉仪作为泄漏传感器，在管道外壁安装多个传感器；相邻的多个臂长差各不相同的数个传感器构成一个传感器组，每个传感器组内的各传感器的信号通过一根回传光纤传回接收端的光电探测器；各传感器组的信号采用空分复用方式使用独立的回传光纤传回接收端；转换后的传感信号使用分频方式实现各传感器的解复用，并采用相位载波技术解调出管道泄漏的原始声波信号，再经过泄漏信号的识别和定位分析，准确获取管道泄漏点信息。它节省投入、灵敏度和准确度高、虚警率低、不易受环境因素影响。

主权项

一种天然气管道泄漏光纤监测传感器的复用/解复用方法，其特征是在管道本体上每隔一定距离安装一个高灵敏度光纤干涉型泄漏光纤传感器，来连续实时监测沿管道本体传播的泄漏振动波信号，根据振动波传播到相邻几个光纤传感器的时延差结合振动波在管道本体上的传播速度实现对泄漏点的定位；采用迈克耳逊或者马赫‑曾德结构的光纤干涉仪作为泄漏振动波检测传感器，传感器输出的光强信号经光电转换后可以写成：V0∝1+Vcos(φs+φn+φ0)+Vn其中，V0是输出的电压信号，V是干涉仪的可视度，Vn是电路附加噪声，φs为由泄漏振动波引起的激光相差信号，即为要探测的泄漏振动波信号，φ0为干涉仪的初始相位，是个常量，φn为位相差的低频漂移，是一个不确定量，随温度和外界环境影响而变化；通过与光源调制方式相匹配的解复用技术实现泄漏振动波信号φs的获取，并对该信号φs到达相应的传感单元的时间延迟进行估计，结合振动波沿管道传播的速度v实现对振动波源即泄漏点位置的确定。