基于光纤传感技术的供水管网漏损实时监测

发布时间：2024-04-01 20:19

　　漏水点探测和精准定位是供水管网漏损管理面临的关键问题之一。应用光纤传感技术开展漏损监测的试验发现:沿管道布置的光纤传感器可以识别直径mm量级的泄漏孔;管内水压一定时,散射光信号强度的对数与泄漏孔直径线性相关;探测泄漏的同时可定位漏点,误差在±1.5 m之内。试验证实:应用光纤传感技术可以实现长距离供水管道漏损的在线监测。与现有的探漏技术相比,新技术适应各种管材管径、不同管道埋深和长度,及多种恶劣的工作环境(腐蚀、强电磁场、高温、高压等),使用寿命长,终身免维护,数字化信息可纳入水网管理平台,对城市供水系统节能降耗、安全环保、灾害预警和防灾减灾具有广泛的应用前景。

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【部分图文】：

图1供水管道泄漏自动监测试验装置示意图

为了验证光纤传感系统对供水管道泄漏的响应,取一段DN300管道,预加工泄漏圆孔,孔径分别为1、3、5mm。管道接入供水网,水压力约0.3MPa。传感光纤平行于管道布设(图1),总长约5km。一端自由,另一端接入信号分析主机(DAS)。试验依次开启泄漏孔,从流量计读取泄漏流....

图20(a)、1(b)、3mm(c)和5mm(d)直径的泄漏孔DAS泄漏信号瀑布图

当高压水流冲出管道上的小孔时,无疑会产生声波等环境扰动,因而激励预埋在管道附近的光纤,使其产生机械振动。解析散射光信号可以得到与激振相关的物理参量:振幅、频率、时间和振动发生的位置。上述DAS信号强度被表达为彩色瀑布图,如图2所示。图2给出了试验管道上1、3mm和5mm直径....

图3实测DAS泄漏探测信号平均强度的对数与泄漏孔径的关系

对所采集的DAS信号强度进行统计分析:平均信号强度的对数与泄漏孔径线性相关,相关系数大于0.9。图3的关系曲线显示,DAS信号强度可以半定量地表达管道上既有泄漏孔的扩展演化趋势。从工程角度出发,精确判定漏点位置至关重要。基于OTDR原理,已知光纤光速,可以通过采集的ti直接计算信....

图4500次测量3mm孔径泄漏点的定位结果分布曲线

从工程角度出发,精确判定漏点位置至关重要。基于OTDR原理,已知光纤光速,可以通过采集的ti直接计算信号对应点到光纤端点的距离,以确定振动发生的位置。但实际工程中常常要求光纤在安装时留有一定的工程冗余,因此,上述光纤距离不可能与实际管道位置一一对应,必须对光纤长度和管道里程做出现....

本文编号：3945253