城镇供热管道光纤泄漏监测方案北京昊锐科技有限公司2017年8月目录【前言】..................................... 错误!未指定书签。
1分布式光纤泄漏监测系统简介................ 错误!未指定书签。
1.1管道测漏监测系统的优点 ............... 错误!未指定书签。
1.2管道测漏监测系统应用 ................. 错误!未指定书签。
2管道测漏监测系统的工作原理................ 错误!未指定书签。
2.1管道泄漏监测系统测漏原理 ............. 错误!未指定书签。
2.2管道测漏监测系统定位原理 ............. 错误!未指定书签。
3分布式光纤泄漏监测系统.................... 错误!未指定书签。
3.1系统组成 ............................. 错误!未指定书签。
3.2系统技术参数 ......................... 错误!未指定书签。
3.3系统组成介绍 ......................... 错误!未指定书签。
3.3.1分布式光纤泄漏监测系统主机...... 错误!未指定书签。
3.3.2多模测漏光缆.................... 错误!未指定书签。
3.1.3安装附件........................ 错误!未指定书签。
3.4软件功能描述 ......................... 错误!未指定书签。
3.4.1软件界面........................ 错误!未指定书签。
3.4.2分布式光纤泄漏监测系统应用软件提供以下主要功能：错误!未指定书签。
4供热管线泄漏监测.......................... 错误!未指定书签。
4.1管道泄漏原因 ......................... 错误!未指定书签。
4.2供热管道泄漏特点 ..................... 错误!未指定书签。
4.3泄漏定位世界性难题 ................... 错误!未指定书签。
4.4分布式光纤泄漏监测系统 ............... 错误!未指定书签。
4.5分布式光纤泄漏监测系统在管线泄漏监测的应用优势错误!未指定书签。
4.6分布式光纤泄漏监测系统和其他管道泄漏检测系统优缺点对比错误!未指定书签。
4.7分布式光纤泄漏监测系统与音波检测法对比错误!未指定书签。
5系统设计方案.............................. 错误!未指定书签。
5.1工程概况 ............................. 错误!未指定书签。
5.2项目方案 ............................. 错误!未指定书签。
5.3施工方案 ............................. 错误!未指定书签。
5.4主机控制室准备条件 ................... 错误!未指定书签。
5.5泄漏监测系统检验 ..................... 错误!未指定书签。
5.6项目清单 ............................. 错误!未指定书签。
6工作条件需求.............................. 错误!未指定书签。
6.1分布式光纤泄漏监测系统运行环境 ....... 错误!未指定书签。
6.2分布式光纤泄漏监测系统主机工作供电... 错误!未指定书签。
6.3光缆芯数 ............................. 错误!未指定书签。
6.4网络通讯 ............................. 错误!未指定书签。
【前言】由于近年来由于管道腐蚀造成泄漏事故增多，管道检漏系统的推广应用也越来越多，光纤泄漏监测系统在石油、化工领域多种介质输送管道上得到了迅速地研究、推广与应用。
在过去几年中，我们专业致力于输送管道的泄漏监测技术研究与推广应用，完成过多种介质管道测漏系统的建设与维护管理工作。
输送管道测漏系统的主要任务是实时在线监测管道的运行状况，一旦发生泄漏，系统能自动发出报警，并给出泄漏点位置。
1分布式光纤泄漏监测系统简介伴随着光纤通讯的飞速发展，半导体激光器等一系列新技术、新产品的使用使得光纤传感行业也经历了前所未有的发展，光纤的本征特性和越来越多成功的案例充分证明光纤分布式监测系统已成为解决越来越多监测难题、预警与探测方面最佳解决方案，通过光纤分布式监测技术可以用来对管道的泄漏进行在线监测，达到分布式光纤泄漏监测的目的。
1.1管道测漏监测系统的优点管道测漏监测系统主要由两部分构成：分布式光纤泄漏监测主机和线性单模光缆。
分布式光纤泄漏监测主机内部由封装光器件、激光器、数据处理等部分组成，主要用于整个系统的参数配置、信号采集、信号分析和分析结果输出等功能。
单模光缆作为线型传感器，光缆内含2根单模/1芯多模光纤，一根光缆可以长至数公里，甚至数十公里，通过分析光缆内不同位置上的光散射信号得到相应的泄漏信息。
管道测漏监测系统可以准确地测量整根光纤上成千上万位置点实时信息，光纤固有的优良特性使得管道测漏监测系统具有如下优点：⏹在分布式光纤泄漏监测系统中，光缆既是传感器又是信号传输通道，不再需要其它的测量或传输装置；⏹一根光缆能够提供上万个测量点的信息，安装快捷简便且成本低廉，安装后无需维护；⏹光纤具有耐高温（能够承受超过1000℃的高温）、抗腐蚀、抗雷击和长寿命的特质，适用于各种复杂、有害或恶劣环境；⏹光纤具有抗射频和抗电磁干扰的特质，适用于高压场合；⏹光纤具有无静电、无辐射的特质，不会产生电火花，适用于易燃易爆环境；⏹光纤本身轻细纤柔，体积小，重量轻，不仅便于布设安装，而且对埋设部位的材料性能和力学参数影响甚小，能实现无损埋设等。
1.2管道测漏监测系统应用管道测漏监测系统在石油、供热领域的应用，按照监测对象的不同，可分为：⏹管道、容器渗漏及温度监测管道测漏监测系统能提供管道、容器的全方位的实时温度信息，生成2D图表，对温度异常点能实现准确探测和定位2管道测漏监测系统的工作原理管道测漏监测系统同时利用单根光缆实现温度监测和信号传输，综合利用光纤拉曼散射效应（Raman scattering）及布里渊散射（Brillouin scattering）和光时域反射测量技术（Optical Time-Domain Reflectometry，简称OTDR）来获取空间分布信息。
其中光纤拉曼散射效应（Raman scattering）用于实现温度测量，布里渊散射效应（Brillouin scattering）用于实现温度、应力测量，光时域反射测量技术（Optical Time Domain Reflectometer）用于实现定位，是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高科技技术，它能够连续测量光纤沿线的温度分布情况，测量距离在可达30公里/75km，空间定位精度达到米的数量级，能够进行不间断的自动测量，特别适宜于需要长距离、大范围多点测量的应用场合。
2.1管道泄漏监测系统测漏原理激光光脉冲射入传感用的光纤之中，在光脉冲向前的传播过程中，由于光纤的密度、应力、材料组成、温度和弯曲变形等原因发生散射现象，有一部分的散射光会按照入射光相反的方向传播，称之为背向散射光，返回的背向散射光包括：⏹瑞利（RayLeigh）散射，由光纤折射率的微小变化引起，其频率与入射光脉冲一致；⏹拉曼（Raman）散射，由光子与光声子相互作用引起，其频率与入射光脉冲相差几十太赫兹；⏹布里渊（Brillouin）散射，由光子与光纤内弹性声波场低频声子相互作用引起。
其频率与入射光脉冲相差几十吉赫兹；针对温度检测需求，Rayleigh 散射信号对温度变化不敏感；Brillouin 散射信号的变化与温度和应力有关；Raman 散射信号的变化与温度有关，而且Raman 散射信号相对容易获取和分析，因此工业应用主要采集Raman 散射信号进行温度分析。
1）Raman散射的基本原理Raman散射会产生两个不同频率的信号：斯托克斯(Stokes)光（比光源波长长的光）和反斯托克斯(Anti-Stokes)光（比光源波长短的光），光纤受外部温度的调制使光纤中的反斯托克斯(Anti-Stokes)光强发生变化，Anti-Stokes与Stokes的比值提供了温度的绝对指示，利用这一原理可以实现对沿光纤温度场的分布式测量。
此原理光纤单通道监测距离在30km以内，采用单模光纤进行光信号传输。
2）BOTDA的基本原理：布里渊散射同时受应变和温度的影响，当光纤沿线的温度发生变化或者存在轴向应变时，光纤中的背向布里渊散射光的频率将发生漂移，频率的漂移量与光纤应变和温度的变化呈良好的线性关系，因此通过测量光纤中的背向布里渊散射光的频率漂移量(νB)就可以得到光纤沿线温度和应变的分布信息。
BOTDA就是利用这种频率的变化来获得应变或温度的分布信息的。
此原理光纤单通道监测距离在75km以内，采用单模光纤进行光信号传输。
2.2管道测漏监测系统定位原理光学时域反射技术（OTDR）最初用于评价通信光纤、光缆和耦合器的性能，是用于检验光纤损耗、光纤故障的手段。
一般将管道测漏监测系统测漏原理和定位原理称为ROTDR，其工作机理是向被测光纤发射光脉冲，发生拉曼散射现象，在光纤中形成背向散射光和前向散射光。
其中，背向散射光向后传播至光纤的起始端（也就是光脉冲的注入端），由于每一个背向传播的散射光都对应光纤上的一个散射点，因此，根据背向散射光的行进时间便可判断出光纤上发生散射点的位置。
d=(c×t) / 2 × (IOR)其中，c是光在真空中的速度，而t是信号发射后到接收到信号（双程）的总时间，IOR是光纤折射率。
通过采集和分析入射光脉冲从光纤的一端（注入端）注入后在光纤内传播时产生的 Raman 背向反射光的时间和强度信息得到相应的位置和温度信息，在得知每一点的温度和位置信息后，就可以得到一个关于整根光纤的不同位置的温度曲线。
3分布式光纤泄漏监测系统分布式光纤泄漏监测系统能实现30/75Km长距离监测的光纤传感系统，可以实现30/75Km无中继的连续式泄漏监测和泄漏报警，打破了国外光纤拉曼技术在长距离监测领域的长期技术垄断。
有别于国内其他厂商的设计水平，分布式光纤泄漏监测系统沿用国际设计理念，根据不同的测量距离定制不同的产品，在充分考虑到可扩展性、设备间的互换性、性价比等基础上，为不同的客户量身定制不同的解决方案。