[发明专利]一种燃气管道破裂漏气的检测装置

摘要

本发明提供了一种燃气管道破裂漏气的检测装置，包括至少一光纤、至少一缠绕膜、光学反射计和单片机；光纤沿燃气管道的长度轨迹延伸，接收并传输大功率激光脉冲信号；缠绕膜覆盖于燃气管道外表面上并将燃气管道及光纤缠绕在一起，在感应燃气管道破裂漏气时膨胀使光纤产生宏弯曲；光学反射计向光纤注入激光脉冲信号，接收光纤返回的背向散射光功率；单片机检测光纤返回的背向散射光功率，在检测到某一光纤返回的背向散射光功率是由异常突变的瑞利散射形成时，则将所检测具有异常突变瑞利散射的光纤所对应燃气管道作为破裂漏气的燃气管道，且计算出每一破裂漏气的燃气管道各自对应的破裂漏气位置。实施本发明，能够对目标破裂漏气的管道进行快速检测及精准定位，具有广泛应用前景。

主权项

1.一种燃气管道破裂漏气的检测装置，用于燃气管道上，其特征在于，包括至少一光纤、至少一缠绕膜、光学反射计和单片机；其中，每一光纤的一端均与相应的一燃气管道的一端对齐后沿着相应燃气管道的长度轨迹一直延伸并延伸出相应燃气管道的另一端，使得所述每一光纤的另一端均与所述光学反射计的一端相连，用于接收并传输所述光学反射计发射的大功率激光脉冲信号；每一缠绕膜均覆盖于相应的一燃气管道外表面上，并均将对应燃气管道及对应燃气管道长度轨迹上的光纤紧紧缠绕贴合在一起，用于在感应燃气管道破裂漏气时膨胀，使得贴合在所述破裂漏气的燃气管道上的光纤产生宏弯曲；所述光学反射计的另一端与所述单片机相连，用于向所述每一光纤中均注入大功率的激光脉冲信号，并接收所述每一光纤分别返回的背向散射光功率；所述单片机，用于检测所述每一光纤分别返回的背向散射光功率，并在检测到某一光纤返回的背向散射光功率是由异常突变的瑞利散射形成时，则将所检测具有异常突变瑞利散射的光纤所对应燃气管道作为破裂漏气的燃气管道，且进一步计算出每一破裂漏气的燃气管道各自对应的破裂漏气位置；通过公式计算出每一破裂漏气的燃气管道各自对应的破裂漏气位置；其中，c为光在真空中的传播速度，t为由瑞利散射和菲涅尔反射效应所产生突变异常光信号的时间，IOR为光纤的折射率；所述燃气管道破裂漏气的检测装置还包括设置于所述光学反射计和所述单片机之间的信号检测及放大电路，所述信号检测及放大电路包括前置放大电路、二级放大电路、三级放大电路、高通滤波器、低通滤波器和匹配阻抗电路；其中，所述前置放大电路的输入端与所述光学反射计相连，输出端与所述高通滤波器的输入端相连，其由用于一级放大并提高输入阻抗的两个同相并联输入的模拟运算放大器和一个用于差动放大的模拟运算放大器组成；所述前置放大电路用于对所述模拟电信号进行放大并实现共模抑制；所述高通滤波器的输出端与所述二级放大电路的输入端相连，其包括滤波电容和两个串接的模拟运算放大器组成；所述高通滤波器用于隔离随所述模拟电信号进入的来自外界热辐射产生的电压信号；所述二级放大电路的输出端与所述低通滤波器的输入端相连，其由一个同相输入的模拟运算放大器组成；所述二级放大电路用于对所述滤波隔离后的模拟电信号进行二次放大；所述低通滤波器的输出端与所述三级放大电路的输入端相连，其由二阶滤波电容和两个串接的模拟运算放大器组成；所述低通滤波器用于对所述二次放大的模拟电信号进行高频噪声消除；所述三级放大电路的输出端与所述匹配阻抗电路的输入端相连，其由模数转换运算放大器组成；所述三级放大电路用于对所述消除高频噪声的模拟电信号进行放大并转换成相应的数字信号；所述匹配阻抗电路的输出端与所述单片机相连，其由差分运算放大器和晶体管组成；所述匹配阻抗电路用于对所述数字信号的输入和输出时电压大小和相位保持一致。