一種基于光纖技術(shù)的供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于光纖技術(shù)的供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，供熱管道包括有高溫供水管道和低溫回水管道，兩根管道相互平行地埋設(shè)于地下管道槽內(nèi)，在兩根管道之間埋有沙土，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括有分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控主機(jī)、中央監(jiān)控中心和遠(yuǎn)程客戶端，分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)測(cè)光纜設(shè)置于地下管道槽內(nèi)兩根管道沿線的沙土中，分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通過通信光纜連接至監(jiān)控主機(jī)，設(shè)置于監(jiān)控室的監(jiān)控主機(jī)通過局域網(wǎng)連接至中央控制中心，該中央控制中心則通過因特網(wǎng)與遠(yuǎn)程客戶端連接通信。本實(shí)用新型的供熱管道泄漏狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有施工和維護(hù)方便、監(jiān)測(cè)距離長(zhǎng)和應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種基于光纖技術(shù)的供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光纖傳感應(yīng)用，特別涉及到一種基于分布式光纖溫度傳感技術(shù)、用于供熱管道泄漏情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖傳感技術(shù)是現(xiàn)代通信技術(shù)的產(chǎn)物，是隨著光纖及通信技術(shù)的發(fā)展而逐步發(fā)展起來(lái)的一門嶄新技術(shù)。分布式光纖傳感器又是光纖傳感技術(shù)中十分引人注目的新器件，它不僅具有一般光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn):無(wú)輻射干擾性、抗電磁干擾性好等，而且充分利用了光纖一維空間連續(xù)分布的特點(diǎn)，可以在沿光纖路徑上同時(shí)得到被測(cè)量場(chǎng)在時(shí)間和空間上的分布信息，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。作為分布式傳感器的一種常見類型，DTS (DistributedTemperature Sensor),中文名為“分布式溫度傳感器”,可以連續(xù)測(cè)量數(shù)十公里范圍內(nèi)的光纖溫度分布。基于拉曼散射的分布式光纖傳感器是近年來(lái)在分布式光纖傳感領(lǐng)域內(nèi)研發(fā)成功的一項(xiàng)高端技術(shù)，它除了具有一般光纖傳感技術(shù)的抗電磁干擾、耐腐蝕、測(cè)量范圍寬、便于復(fù)用成網(wǎng)、小型化和維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)外，最重要的是可以得到光纖沿線任一點(diǎn)的溫度信息，同時(shí)具有高速的傳輸和處理信號(hào)的能力。
[0003]供熱供暖管道是常見的管路形式，由于供熱管道內(nèi)大氣壓比較高，同時(shí)管道周邊的環(huán)境也不可預(yù)測(cè)，所以供熱管道破裂泄露事件時(shí)有發(fā)生。因此，對(duì)供熱管道健康狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有泄露后立即報(bào)警，這樣可避免熱源的長(zhǎng)時(shí)間泄露造成浪費(fèi)，同時(shí)也給維護(hù)人員提供了清晰的目標(biāo)，避免了長(zhǎng)時(shí)間而又毫無(wú)把握的查找泄露點(diǎn)，從而導(dǎo)致用戶長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法得到供暖的痛苦。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的在于克服上述人工查找供熱管道泄漏的存在的難題，提供一種供熱管道泄漏情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合了分布式光纖測(cè)溫特點(diǎn)來(lái)對(duì)供熱管道泄漏狀況進(jìn)行監(jiān)控，要能夠體現(xiàn)出其迅速快捷地檢測(cè)故障點(diǎn)，并精確指示該故障點(diǎn)的位置，并能實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0005]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于光纖技術(shù)的供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的供熱管道包括有高溫供水管道和低溫回水管道，兩根管道相互平行地埋設(shè)于地下管道槽內(nèi)，在兩根管道之間埋有沙土，所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括有分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、DTS主機(jī)、中央監(jiān)控中心和遠(yuǎn)程客戶端，所述的分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)測(cè)光纜設(shè)置于地下管道槽內(nèi)兩根管道沿線的沙土中，所述的分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通過通信光纜連接至DTS主機(jī)，設(shè)置于監(jiān)控室內(nèi)的中央監(jiān)控中心包括有監(jiān)控主機(jī)和交換機(jī)，所述的DTS主機(jī)通過局域網(wǎng)連接至交換機(jī)，該交換機(jī)與監(jiān)控主機(jī)通信連接，所述中央控制中心的交換機(jī)通過因特網(wǎng)與遠(yuǎn)程客戶端連接通?目。
[0007]在本實(shí)用新型供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，作為一個(gè)應(yīng)用的基礎(chǔ)，所述的高溫供水管道中為130°C的熱水，所述的低溫回水管道中為70°C的熱水。
[0008]在本實(shí)用新型供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，在實(shí)踐應(yīng)用時(shí)所述的分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)光纜沿著地下管道槽中兩根管道布置，所述的監(jiān)測(cè)光纜、高溫供水管道和低溫回水管道處于同一水平面上。并且在施工時(shí)所述的分布式光纖沿著供熱管道敷設(shè)，在敷設(shè)管道的同時(shí)就可以敷設(shè)監(jiān)測(cè)光纜，給施工帶來(lái)了方便。
[0009]在本實(shí)用新型供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，為了達(dá)到最優(yōu)的檢測(cè)效果，所述的監(jiān)測(cè)光纜與高溫供水管道的距離等于兩根管道間距的3/5。
[0010]在本實(shí)用新型供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的監(jiān)控主機(jī)為DTS (分布式光纖測(cè)溫Distributed Temperature Sensing)主機(jī),在DTS主機(jī)內(nèi)設(shè)有尖峰閾值,光纖在沙土內(nèi)泄漏點(diǎn)感知的溫度變化量大于所述的尖峰閾值則發(fā)出報(bào)警信息。所述的DTS主機(jī)接收由光纖在泄露點(diǎn)感應(yīng)到的光纜周邊沙子溫度變化信息，并計(jì)算出整個(gè)光纜的溫度曲線，即與距離對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)溫度曲線；所述的DTS主機(jī)可以對(duì)泄露點(diǎn)的位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，通過對(duì)試驗(yàn)對(duì)象的測(cè)試數(shù)據(jù)的分析，可由用戶自行設(shè)定溫度尖峰預(yù)警閾值，當(dāng)所測(cè)得的光纖溫度變化量超過了預(yù)警閾值，DTS主機(jī)將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。監(jiān)控為用戶提供實(shí)時(shí)的與距離對(duì)應(yīng)的熱水泄露曲線及預(yù)警的圖形界面，同時(shí)還為用戶提供設(shè)置報(bào)警參數(shù)及其它一些參數(shù)的界面。
[0011]在本實(shí)用新型供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述中央監(jiān)控中心與DTS主機(jī)通過局域網(wǎng)連接并通信，該DTS主機(jī)發(fā)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和泄露預(yù)警信號(hào)至中央監(jiān)控中心，所述的中央監(jiān)控中心通過因特網(wǎng)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)惡化泄露預(yù)警信號(hào)發(fā)送至遠(yuǎn)程客戶端。
[0012]基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在用于供熱管道泄漏狀況監(jiān)測(cè)的具體應(yīng)用中取得了如下技術(shù)效果:
[0013]1.施工方便及后期維護(hù)目標(biāo)明確。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝比較方便，施工時(shí)只需將監(jiān)測(cè)光纜隨著供熱管道一起埋入到底下管道槽的沙土中即可，無(wú)需特殊的處理；在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的后期維護(hù)方面，當(dāng)出現(xiàn)泄露時(shí)，維護(hù)人員只需根據(jù)軟件界面上提供的位置點(diǎn)就可以找到實(shí)際的泄露點(diǎn)了。
[0014]2.由于探測(cè)光纜沿著供熱管道一起鋪設(shè)，基于分布式光纖測(cè)溫傳感的一維特性，本實(shí)用新型的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的管道泄漏狀況監(jiān)測(cè)，長(zhǎng)度可達(dá)到數(shù)十公里。
[0015]3.分布式光纖測(cè)溫技術(shù)在應(yīng)用中可實(shí)時(shí)、在線、永久性、全天候工作，以對(duì)供熱管道周邊的環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)及預(yù)警。并且監(jiān)測(cè)光纜中的光纖本身是電無(wú)源的，其使用時(shí)不受電磁干擾，更適合惡劣環(huán)境條件下繼續(xù)使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的連接狀況示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)光纜在供熱管道中的布置狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面我們結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型的供熱管道泄露狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以求更為清楚明白地理解其基于分布式光纖溫度傳感工作的原理和具體應(yīng)用，但不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0019]先請(qǐng)看圖1，圖1是本實(shí)用新型供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的連接狀況示意圖。由圖可知，現(xiàn)有的供熱管道中一般都包括有高溫供水管道2和低溫回水管道3，兩根管道相互平行地埋設(shè)于地下管道槽I內(nèi)，在兩根管道之間埋有沙土 4。作為一個(gè)應(yīng)用的基礎(chǔ)，在所述的高溫供水管道2中流動(dòng)有130°C的熱水，在低溫回水管道3中流動(dòng)有70°C的熱水。
[0020]本實(shí)用新型供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要包括有分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、DTS (分布式光纖測(cè)溫，Distributed Temperature Sensing縮寫形式)主機(jī)6、中央監(jiān)控中心9和遠(yuǎn)程客戶端10。其中，分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)測(cè)光纜5鋪設(shè)于地下管道槽I內(nèi)兩根管道沿線的沙土中，該分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通過通信光纜5連接至DTS主機(jī)6并進(jìn)行通信，設(shè)置于監(jiān)控室內(nèi)的中央監(jiān)控中心9包括有監(jiān)控主機(jī)7和交換機(jī)8，所述的DTS主機(jī)6通過局域網(wǎng)連接至交換機(jī)8，該交換機(jī)8與監(jiān)控主機(jī)7之間為通信連接，所述中央控制中心9的交換機(jī)8通過因特網(wǎng)與遠(yuǎn)程客戶端9進(jìn)行連接通信。
[0021]上述分布式光纖監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)可以采用瑞利散射、拉曼散射和布里淵散射等形式，本實(shí)用新型中采用拉曼散射形式的分布式光纖監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。
[0022]在實(shí)踐應(yīng)用時(shí)，分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)測(cè)光纜5沿著地下管道槽I中兩根管道平行布置，并且所述的監(jiān)測(cè)光纜5、高溫供水管道2和低溫回水管道3處于同一水平面上，這里是指三者的最低端邊緣處于同一水平面上。另外，為了達(dá)到最佳的監(jiān)測(cè)效果，所述的監(jiān)測(cè)光纜與高溫供水管道的距離等于兩根管道間距的3/5。并且在施工時(shí)所述的分布式光纖沿著供熱管道敷設(shè)，在敷設(shè)管道的同時(shí)就可以敷設(shè)監(jiān)測(cè)光纜，這樣就給施工帶來(lái)了很大方便。
[0023]在本實(shí)用新型供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，在DTS主機(jī)6內(nèi)設(shè)有尖峰閾值，若監(jiān)測(cè)光纜5中的光纖在沙土 4內(nèi)泄漏點(diǎn)感知的溫度變化，若溫度變化量大于預(yù)設(shè)的尖峰閾值則發(fā)出報(bào)警信息。DTS主機(jī)6接收由光纖在泄露點(diǎn)感應(yīng)到的光纜周邊沙子溫度變化信息，并且DTS主機(jī)6可對(duì)泄露點(diǎn)的位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，通過對(duì)試驗(yàn)對(duì)象的測(cè)試數(shù)據(jù)的分析，當(dāng)所測(cè)得的光纖溫度變化量超過了預(yù)警閾值，DTS主機(jī)6將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0024]上述DTS主機(jī)6是基于DTS技術(shù)原理的一款分布式光纖應(yīng)變監(jiān)測(cè)產(chǎn)品。監(jiān)測(cè)光纜5測(cè)到的溫度信息傳送給DTS主機(jī)6，其經(jīng)過計(jì)算處理得出各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度曲線，即與距離對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)溫度曲線。DTS主機(jī)6可以對(duì)光纜狀況異常點(diǎn)和斷纖位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，以便維護(hù)人員能及時(shí)找到異常點(diǎn)并開展相應(yīng)的處理工作。通過對(duì)試驗(yàn)對(duì)象的測(cè)試數(shù)據(jù)的分析，可由用戶自行設(shè)定尖峰預(yù)警閾值，當(dāng)所測(cè)得的光纖溫度變化量超過了尖峰預(yù)警閾值，DTS主機(jī)6將發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在中央監(jiān)控中心中設(shè)有的監(jiān)控主機(jī)7，通過局域網(wǎng)交換機(jī)8與DTS主機(jī)6通信，為用戶提供實(shí)時(shí)的與距離對(duì)應(yīng)的溫度應(yīng)變曲線及尖峰預(yù)警的圖形畫面，同時(shí)還為用戶提供設(shè)置報(bào)警參數(shù)及其它一些參數(shù)的界面。
[0025]所述中央監(jiān)控中心9通過Internet (因特網(wǎng))還可以將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和尖峰預(yù)警信號(hào)發(fā)送給遠(yuǎn)程客戶端10，以便上級(jí)管理人員可以及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況并給出相應(yīng)的指示。
[0026]為了測(cè)試本實(shí)用新型的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在供熱管道泄露狀況監(jiān)測(cè)的效果，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，其具體實(shí)施步驟舉例如下:
[0027]第一步:先在地面以下挖出一條截面為倒梯形的槽，底寬1.3m，高I米，長(zhǎng)5米，以該倒梯形槽作為地下管道槽；
[0028]第二步:在地下管道槽的最底層鋪上IOcm厚的沙土 ；
[0029]第三步:在沙土上平行地放置兩根供熱管道，兩根供熱管道之間的間距設(shè)定為64cm，且兩根供熱管道處于同一水平面上；
[0030]第四步:將監(jiān)測(cè)光纜放置在兩個(gè)供熱管道之間，保持三者處于同一水平面上且相互平行，監(jiān)測(cè)光纜的另一端伸出地面并連接DTS主機(jī)，DTS主機(jī)再連接監(jiān)控主機(jī)；
[0031]第五步:在供熱管道和監(jiān)測(cè)光纜鋪設(shè)完畢后，再在地下管道槽中填上40cm的沙土，再在沙土上填入30cm的素土，并夯實(shí)；
[0032]第六步:啟動(dòng)DTS主機(jī)、監(jiān)控主機(jī)，設(shè)置監(jiān)測(cè)軟件參數(shù)，做些必要的調(diào)試工作，然后向一根管道中加入70°C的熱水使其作為回水管道，另一根管道加入100°C的沸水使其作為供水管道(其主要是為了模擬130°C熱水的供水管道)，并且在回水管道開一個(gè)泄露口，使得熱水出現(xiàn)泄露，觀察檢測(cè)軟件，當(dāng)尖峰值超過預(yù)警值時(shí)發(fā)出報(bào)警，同時(shí)給出泄露的位置。
[0033]本實(shí)用新型能夠用于北方供熱管道狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)針對(duì)其泄露狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警的應(yīng)用，其有較強(qiáng)的可操作性，監(jiān)測(cè)對(duì)象覆蓋較全，且可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、在線、全天候、永久性地監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確的報(bào)警，其可大大縮減人工巡檢時(shí)間，以便更快的維修，減少用戶所受寒冷之苦的時(shí)間，給用戶帶來(lái)溫暖。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光纖技術(shù)的供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的供熱管道包括有高溫供水管道和低溫回水管道，兩根管道相互平行地埋設(shè)于地下管道槽內(nèi)，在兩根管道之間埋有沙土，其特征在于，所述的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括有分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、DTS主機(jī)、中央監(jiān)控中心和遠(yuǎn)程客戶端，所述的分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的監(jiān)測(cè)光纜設(shè)置于地下管道槽內(nèi)兩根管道沿線的沙土中，所述的分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通過通信光纜連接至DTS主機(jī)，設(shè)置于監(jiān)控室內(nèi)的中央監(jiān)控中心包括有監(jiān)控主機(jī)和交換機(jī)，所述的DTS主機(jī)通過局域網(wǎng)連接至交換機(jī)，該交換機(jī)與監(jiān)控主機(jī)通信連接，所述中央控制中心的交換機(jī)通過因特網(wǎng)與遠(yuǎn)程客戶端連接通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖技術(shù)的供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的高溫供水管道中為130°C的熱水，所述的低溫回水管道中為70°C的熱水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖技術(shù)的供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的分布式光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)光纜沿著地下管道槽中兩根管道布置，所述的監(jiān)測(cè)光纜、高溫供水管道和低溫回水管道處于同一水平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于光纖技術(shù)的供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的監(jiān)測(cè)光纜與高溫供水管道的距離等于兩根管道間距的3/5。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于光纖技術(shù)的供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述DTS主機(jī)內(nèi)設(shè)有尖峰閾值，光纖在沙土內(nèi)泄漏點(diǎn)感知的溫度變化量大于所述的尖峰閾值則發(fā)出報(bào)警信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖技術(shù)的供熱管道泄露狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述中央監(jiān)控中心與DTS主機(jī)通過局域網(wǎng)連接并通信，該DTS主機(jī)發(fā)送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和泄露預(yù)警信號(hào)至中央監(jiān)控中心，所述的中央監(jiān)控中心通過因特網(wǎng)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)惡化泄露預(yù)警信號(hào)發(fā)送至遠(yuǎn)程客戶端。
【文檔編號(hào)】F17D5/02GK203757379SQ201320867479
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】謝豐權(quán), 袁克皋, 肖愷, 張 林, 靳亮, 黎載紅, 趙浩 申請(qǐng)人:平湖波匯通信科技有限公司