本發(fā)明屬于管道監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖光柵傳感的管道泄漏、腐蝕在線監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)：

管道廣泛應(yīng)用于油、氣、水等的運(yùn)輸和電力電纜等的鋪設(shè)中，管道的健康狀態(tài)決定了管道的使用壽命以及故障發(fā)生率，為了降低故障發(fā)生率，需要對(duì)管道進(jìn)行監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)有的管道監(jiān)測(cè)方法(漏磁檢測(cè)法、渦流檢測(cè)法和超聲波檢測(cè)法等)主要是把智能檢測(cè)器置于管道內(nèi)，在輸送介質(zhì)的推動(dòng)下，完成管道內(nèi)、外腐蝕缺陷的檢測(cè)，檢測(cè)原理均為測(cè)量壁厚變化從而得到管道的腐蝕發(fā)展?fàn)顩r。現(xiàn)有的管道監(jiān)測(cè)方法對(duì)(埋地)管道進(jìn)行定期檢測(cè)，雖然能夠提高(埋地)管道的安全性，但仍有許多不足之處，最突出的缺陷是不能對(duì)(埋地)管道運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，管道在兩次檢測(cè)間是否安全只能根據(jù)上次檢測(cè)結(jié)果預(yù)估，但這種預(yù)估常常由于管道運(yùn)行期間受許多不確定因素影響而出現(xiàn)很大誤差，難以完全保證管道安全，這就為(埋地)管道破壞留下了隱患。而且隨著長(zhǎng)距離(埋地)管道應(yīng)用越來越多，利用現(xiàn)有這些檢測(cè)方法檢測(cè)(埋地)管道，檢測(cè)一次將花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，效率很低。

管道發(fā)生泄漏時(shí)，在泄漏處因流體的損失而引起局部流體密度減小，導(dǎo)致瞬時(shí)壓力降低。瞬時(shí)的壓降作用在流體介質(zhì)上，形成一個(gè)負(fù)壓波。負(fù)壓波以聲速向管道上下游傳播，傳統(tǒng)方法利用設(shè)置在管道兩端的壓力傳感器檢測(cè)壓力波信號(hào)，根據(jù)信號(hào)變化程度和變化的時(shí)間差，采用信號(hào)相關(guān)處理方法，可以進(jìn)行泄漏判定和泄漏定位。傳統(tǒng)的基于壓力傳感器的負(fù)壓波檢測(cè)法有一定的局限性，即須已知負(fù)壓波的傳播速度。而負(fù)壓波波速受流體密度、管道材料、管道壁厚等多方面參數(shù)的影響，導(dǎo)致實(shí)際工程中無法獲得負(fù)壓波波速的準(zhǔn)確值。

2007年2月刊登在《激光技術(shù)》第31卷第1期的文章《應(yīng)用在油氣管線的光纖光柵溫度應(yīng)變傳感系統(tǒng)》中，在進(jìn)站口和出站口各安裝一個(gè)光纖光柵溫度傳感器，在站中安裝一個(gè)壓力傳感器，獲得油氣管線中原油壓力和溫度的變化量，從而根據(jù)不同的應(yīng)變和溫度值，在站中采取相應(yīng)的加溫加壓或減壓等措施，確保原油在輸油管線順利外輸；但是這種系統(tǒng)只能發(fā)現(xiàn)油氣已經(jīng)大量泄露時(shí)的情況，而不能夠在泄露初期及時(shí)預(yù)報(bào)；2013年10月刊登在《傳感技術(shù)學(xué)報(bào)》第26卷第10期的文章《基于短?hào)艆^(qū)光纖光柵傳感器的油氣管線腐蝕在線檢測(cè)系統(tǒng)研究》中，在油氣管線外表面沿周向布設(shè)光纖光柵應(yīng)變傳感器，監(jiān)測(cè)油氣管線周向應(yīng)變，從而監(jiān)測(cè)油氣管線腐蝕情況，防止原油泄漏。但是這種系統(tǒng)只是對(duì)每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行單一溫度監(jiān)測(cè)或者單一應(yīng)變監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)過于單一，誤報(bào)率較高。授權(quán)公告號(hào)為ZL03137597.9的中國(guó)發(fā)明專利“一種用于油氣管線檢測(cè)的光纖光柵傳感測(cè)試系統(tǒng)”中將光纖光柵傳感器及傳輸光纖埋入油氣管線管壁中進(jìn)行地下管道的監(jiān)測(cè)，但是這種系統(tǒng)當(dāng)光纖光柵傳感器或者傳輸光纖發(fā)生故障時(shí)，將無法完成更換，造成油氣管線無法重復(fù)使用的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于光纖光柵傳感的管道泄漏、腐蝕在線監(jiān)測(cè)裝置及方法，該裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)長(zhǎng)直管道的泄漏、找到泄漏位置、獲取均勻腐蝕情況，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)彎管處的非均勻腐蝕情況，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安裝方便、監(jiān)測(cè)精度高。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于光纖光柵傳感的管道泄漏、腐蝕在線監(jiān)測(cè)裝置，包括

若干個(gè)采用復(fù)合材料封裝的光纖光柵傳感器，光纖光柵傳感器以一定預(yù)緊力固定在長(zhǎng)直管道外壁上和彎管處外壁上，固定在長(zhǎng)直管道外壁上的光纖光柵傳感器均只有一個(gè)光纖光柵并且沿軸向等距排布，固定在彎管處外壁上的光纖光柵傳感器上均設(shè)有多個(gè)光纖光柵并且同一光纖光柵傳感器上的光纖光柵沿周向均勻排布；

分光系統(tǒng)，包括寬帶光源、環(huán)形器和光開關(guān)，寬帶光源發(fā)出的光依次經(jīng)過環(huán)形器和光開關(guān)后分別到達(dá)每個(gè)光纖光柵傳感器的光纖光柵，光纖光柵反射回來的光依次通過光開關(guān)和環(huán)形器后到達(dá)解調(diào)系統(tǒng)；

解調(diào)系統(tǒng)，用于將從每個(gè)光纖光柵傳感器的光纖光柵反射回來的光解調(diào)成數(shù)字信號(hào)；

控制系統(tǒng)，用于控制光開關(guān)并對(duì)解調(diào)系統(tǒng)解調(diào)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析從而判斷管道泄漏位置和腐蝕情況。

進(jìn)一步地，光纖光柵傳感器根據(jù)管道的工作溫度選擇相應(yīng)的封裝材料和刻?hào)殴に嚒?/p>

進(jìn)一步地，光纖光柵傳感器的封裝材料為玻璃纖維或碳纖維。

進(jìn)一步地，光纖光柵傳感器通過環(huán)氧樹脂膠水粘貼固定。

進(jìn)一步地，只有一個(gè)光纖光柵的光纖光柵傳感器的固定點(diǎn)位于兩端，設(shè)有多個(gè)光纖光柵的光纖光柵傳感器的固定點(diǎn)位于每個(gè)光纖光柵的兩側(cè)。

一種基于光纖光柵傳感的管道泄漏、腐蝕在線監(jiān)測(cè)方法，在長(zhǎng)直管道外壁上沿軸向等距固定只有一個(gè)光纖光柵的光纖光柵傳感器、在彎管處外壁上固定設(shè)有多個(gè)光纖光柵的并且光纖光柵沿周向均布的光纖光柵傳感器，將每個(gè)光纖光柵反射回的信號(hào)進(jìn)行處理得到每個(gè)光纖光柵所在處管道環(huán)向應(yīng)變的變化；

通過只有一個(gè)光纖光柵的光纖光柵傳感器測(cè)得管道環(huán)向應(yīng)變的變化情況來判斷長(zhǎng)直管道是否泄漏、找到泄漏位置、獲取均勻腐蝕情況——只發(fā)生泄漏時(shí)，以泄漏點(diǎn)為中心上下游的管道環(huán)向應(yīng)變會(huì)出現(xiàn)一個(gè)依次逐漸減弱的突變并且這個(gè)突變是一個(gè)瞬態(tài)過程，對(duì)各管道環(huán)向應(yīng)變的突變值取對(duì)數(shù)并進(jìn)行直線擬合，兩條擬合直線的交點(diǎn)為管道環(huán)向應(yīng)變突變值最大位置即泄漏位置；只發(fā)生均勻腐蝕時(shí)，均勻腐蝕部位的管道環(huán)向應(yīng)變會(huì)增大但是周圍的管道環(huán)向應(yīng)變不變，通過均勻腐蝕部位的管道環(huán)向應(yīng)變求出均勻腐蝕部位的壁厚從而獲取均勻腐蝕情況；泄漏和均勻腐蝕同時(shí)發(fā)生時(shí)，以泄漏點(diǎn)為中心上下游的管道環(huán)向應(yīng)變會(huì)出現(xiàn)一個(gè)依次逐漸減弱的突變并且這個(gè)突變是一個(gè)瞬態(tài)過程，在非瞬態(tài)過程，均勻腐蝕部位的管道環(huán)向應(yīng)變會(huì)增大但是周圍的管道環(huán)向應(yīng)變不變，對(duì)各管道環(huán)向應(yīng)變的突變值取對(duì)數(shù)并進(jìn)行直線擬合、兩條擬合直線的交點(diǎn)為管道環(huán)向應(yīng)變突變值最大位置即泄漏位置，通過均勻腐蝕部位在非瞬態(tài)過程的管道環(huán)向應(yīng)變求出均勻腐蝕部位的壁厚從而獲取均勻腐蝕情況；

通過設(shè)有多個(gè)光纖光柵的光纖光柵傳感器測(cè)得局部環(huán)向應(yīng)變的變化情況來判斷彎管處的非均勻腐蝕情況——對(duì)同一個(gè)光纖光柵傳感器測(cè)得管道局部環(huán)向應(yīng)變做插補(bǔ)計(jì)算得出所在截面的環(huán)向應(yīng)變分布趨勢(shì)，環(huán)向應(yīng)變大的地方對(duì)應(yīng)的管壁腐蝕嚴(yán)重。

本發(fā)明的有益效果是：

1.對(duì)于長(zhǎng)直管道關(guān)鍵是監(jiān)測(cè)泄漏情況，長(zhǎng)直管道受到均勻的沖刷，管道的腐蝕一般為均勻腐蝕(無湍流、紊流、均勻腐蝕)，均勻腐蝕的過程可以認(rèn)為是一個(gè)靜態(tài)的過程，不會(huì)有突變情況的發(fā)生，而泄漏是一個(gè)瞬態(tài)的過程，從信號(hào)處理的角度來說完全可以把泄漏和均勻腐蝕區(qū)分開，在這種情況下，用只有一個(gè)光纖光柵的光纖光柵傳感器測(cè)管道的均勻環(huán)向應(yīng)變就可以求出該截面管道的壁厚，從而得到均勻腐蝕情況，而且采用負(fù)壓波能量衰減法就可以判斷管道泄漏位置。對(duì)于彎管處關(guān)鍵是監(jiān)測(cè)腐蝕情況，彎管處的不同位置受到的沖刷程度不一樣，導(dǎo)致同一個(gè)截面內(nèi)的不同部位腐蝕的情況不一樣，管道一般會(huì)出現(xiàn)非均勻腐蝕(有湍流、紊流、非均勻腐蝕)，設(shè)有多個(gè)光纖光柵的光纖光柵傳感器測(cè)得管道局部環(huán)向應(yīng)變可以得出所在截面的環(huán)向應(yīng)變分布趨勢(shì)，環(huán)向應(yīng)變?cè)酱蟮牡胤綄?duì)應(yīng)的管壁腐蝕越嚴(yán)重，該裝置針對(duì)長(zhǎng)直管道和彎管處的特點(diǎn)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)長(zhǎng)直管道的泄漏、找到泄漏位置、獲取均勻腐蝕情況，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)彎管處的非均勻腐蝕情況，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安裝方便、監(jiān)測(cè)精度高。

2.假設(shè)管道無限長(zhǎng)，管道內(nèi)的壓力致使管道外壁產(chǎn)生環(huán)向變形存在以下公式，其中h為管道壁厚、p為管道內(nèi)部壓力、r為管道內(nèi)徑、ε_y為管道外壁環(huán)向應(yīng)變、E為管道彈性模量，可知管道壓力和壁厚的變化都會(huì)引起管道環(huán)向應(yīng)變的變化，泄露引起的管道壓力的變化是瞬態(tài)、腐蝕引起的管道壁厚的變化十分緩慢接近于靜態(tài)，從信號(hào)處理的角度來說完全可以把泄漏和均勻腐蝕區(qū)分開。管道泄漏會(huì)導(dǎo)致管道泄漏點(diǎn)壓力減小，壓力減小的波會(huì)以指數(shù)形式衰減傳遞，因此管道環(huán)向應(yīng)變會(huì)以泄漏點(diǎn)為中心向管道上下游呈一定的規(guī)律分布，越靠近泄漏點(diǎn)環(huán)向應(yīng)變突變?cè)酱螅啾葌鹘y(tǒng)的負(fù)壓波定位泄漏點(diǎn)方法，采用能量衰減法提高了管道最小可檢測(cè)泄漏率，既無需管道直徑、壁厚、彈性模量以及管道內(nèi)流體物理性質(zhì)等有關(guān)參數(shù)，也不受管道負(fù)壓波波速準(zhǔn)確值的限制，只需通過一系列測(cè)點(diǎn)獲得泄漏發(fā)生時(shí)的環(huán)向應(yīng)變值，即可擬合出管道泄漏的位置。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中只有一個(gè)光纖光柵的光纖光柵傳感器的安裝剖面視圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中設(shè)有多個(gè)光纖光柵的光纖光柵傳感器的安裝剖面視圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中采用能量衰減法判斷管道泄漏位置的原理圖。

圖中：1-解調(diào)系統(tǒng)；2-控制系統(tǒng)；3-環(huán)形器；4-寬帶光源；5-光開關(guān)；6-光纖光柵傳感器A1；7-光纖光柵傳感器A2；8-光纖光柵傳感器A3；9光纖光柵傳感器A4；10-光纖光柵傳感器A5；11-光纖光柵傳感器A6；12-光纖光柵傳感器A7；13-光纖光柵傳感器R1；14-光纖光柵傳感器B2；15-光纖光柵傳感器B3；16-光纖光柵傳感器B4；17-光纖光柵傳感器B5；18-光纖光柵傳感器B6；19-光纖光柵傳感器B7；20-光纖光柵傳感器C1；21-光纖光柵傳感器C2；22-光纖光柵傳感器C3；23-光纖光柵傳感器C4；24-光纖光柵傳感器C5；25-光纖光柵傳感器C6；26-光纖光柵傳感器C7；27-光纖光柵傳感器D1；28-光纖光柵傳感器D2；29-光纖光柵傳感器D3；30-光纖光柵傳感器D4；31-光纖光柵傳感器D5；32-光纖光柵傳感器D6；33-光纖光柵傳感器D7；34-彎管處；35-長(zhǎng)直管道；36-環(huán)氧樹脂膠水；37-光纖；38-封裝材料；39-光纖光柵；40-光纖光柵所在處；41-泄漏位置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種基于光纖光柵傳感的管道泄漏、腐蝕在線監(jiān)測(cè)裝置，包括若干個(gè)采用復(fù)合材料封裝的光纖光柵傳感器、分光系統(tǒng)、解調(diào)系統(tǒng)1和控制系統(tǒng)2。

光纖光柵傳感器以一定預(yù)緊力(拉伸量為2nm)固定在長(zhǎng)直管道35外壁上和彎管處34外壁上，固定在長(zhǎng)直管道35外壁上的光纖光柵傳感器(光纖光柵傳感器A1至A6、光纖光柵傳感器R1至B6、光纖光柵傳感器C1至C6、光纖光柵傳感器D1至D6)均只有一個(gè)光纖光柵39并且沿軸向等距排布，固定在彎管處34外壁上的光纖光柵傳感器(光纖光柵傳感器A7、光纖光柵傳感器B7、光纖光柵傳感器C7、光纖光柵傳感器D7)上均設(shè)有多個(gè)光纖光柵39(在本實(shí)施例中為6個(gè)光纖光柵39)并且同一光纖光柵傳感器上的光纖光柵39沿周向均勻排布；分光系統(tǒng)，包括寬帶光源4、環(huán)形器3和光開關(guān)5，寬帶光源4發(fā)出的光依次經(jīng)過環(huán)形器3和光開關(guān)5后分別到達(dá)每個(gè)光纖光柵傳感器的光纖光柵39，光纖光柵39反射回來的光依次通過光開關(guān)5和環(huán)形器3后到達(dá)解調(diào)系統(tǒng)1；解調(diào)系統(tǒng)1，用于將從每個(gè)光纖光柵傳感器的光纖光柵39反射回來的光解調(diào)成數(shù)字信號(hào)；控制系統(tǒng)2，用于控制光開關(guān)5并對(duì)解調(diào)系統(tǒng)1解調(diào)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析從而判斷管道泄漏位置41和腐蝕情況。

在本實(shí)施例中，寬帶光源4的輸出尾纖與環(huán)形器3的輸入尾纖熔接，解調(diào)系統(tǒng)1的輸入尾纖與環(huán)形器3的輸輸出尾纖熔接，環(huán)形器3的另一個(gè)輸出尾纖與光開關(guān)5的輸入尾纖熔接，光開關(guān)5為1×4光開關(guān)5，分出的四路光纖分別與光纖光柵傳感器A1、光纖光柵傳感器R1、光纖光柵傳感器C1、光纖光柵傳感器D1熔接，光纖光柵傳感器A1至A7串接、光纖光柵傳感器R1至B7串接、光纖光柵傳感器C1至C7串接、光纖光柵傳感器D1至D7串接，光開關(guān)5與控制系統(tǒng)2通過RS232數(shù)據(jù)線連接，解調(diào)系統(tǒng)1與控制系統(tǒng)2通過RS232數(shù)據(jù)線連接，寬帶光源4為ASE寬帶光源4，工作波長(zhǎng)范圍為1520nm至1570nm、8小時(shí)的輸出功率穩(wěn)定度≤±0.01dB、輸出光波的偏振度≤0.01、輸出光波的光譜平坦度≤0.5dB、輸出光功率≥20mW；環(huán)形器3的的中心波長(zhǎng)為1550nm，其輸入尾纖和輸出尾纖均采用單模光纖SMF-28；解調(diào)系統(tǒng)1的輸入功率范圍為-70dBm至-30dBm、波長(zhǎng)范圍為1520nm至1570nm、波長(zhǎng)分辨率為1pm、波長(zhǎng)精度為±40pm、功率分辨率為0.1dBm，具有RS232通信接口，輸入尾纖采用單模光纖SMF-28；光開關(guān)5的波長(zhǎng)范圍為1260nm至1650nm，相鄰光通道的切換時(shí)間≤1ms，插入損耗≤0.5dB，具有RS232通信接口，輸入尾纖和輸出尾纖均采用單模光纖SMF-28，光開關(guān)5的耦合比為25∶25∶25∶25，其輸入尾纖和輸出尾纖均采用單模光纖SMF-28。

對(duì)于長(zhǎng)直管道35關(guān)鍵是監(jiān)測(cè)泄漏情況，長(zhǎng)直管道35受到均勻的沖刷，管道的腐蝕一般為均勻腐蝕(無湍流、紊流、均勻腐蝕)，均勻腐蝕的過程可以認(rèn)為是一個(gè)靜態(tài)的過程，不會(huì)有突變情況的發(fā)生，而泄漏是一個(gè)瞬態(tài)的過程，從信號(hào)處理的角度來說完全可以把泄漏和均勻腐蝕區(qū)分開，在這種情況下，用只有一個(gè)光纖光柵39的光纖光柵傳感器測(cè)管道的均勻環(huán)向應(yīng)變就可以求出該截面管道的壁厚，從而得到均勻腐蝕情況，而且采用負(fù)壓波能量衰減法就可以判斷管道泄漏位置41。對(duì)于彎管處34關(guān)鍵是監(jiān)測(cè)腐蝕情況，彎管處34的不同位置受到的沖刷程度不一樣，導(dǎo)致同一個(gè)截面內(nèi)的不同部位腐蝕的情況不一樣，管道一般會(huì)出現(xiàn)非均勻腐蝕(有湍流、紊流、非均勻腐蝕)，設(shè)有多個(gè)光纖光柵39的光纖光柵傳感器測(cè)得管道局部環(huán)向應(yīng)變可以得出所在截面的環(huán)向應(yīng)變分布趨勢(shì)，環(huán)向應(yīng)變?cè)酱蟮牡胤綄?duì)應(yīng)的管壁腐蝕越嚴(yán)重，該裝置針對(duì)長(zhǎng)直管道35和彎管處34的特點(diǎn)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)長(zhǎng)直管道35的泄漏、找到泄漏位置41、獲取均勻腐蝕情況，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)彎管處34的非均勻腐蝕情況，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安裝方便、監(jiān)測(cè)精度高。

在本發(fā)明中，光纖光柵傳感器根據(jù)管道的工作溫度選擇相應(yīng)的封裝材料38和刻?hào)殴に嚒Ｒ詽M足光纖光柵傳感器在不同的溫度工作的穩(wěn)定性。

在本實(shí)施例中，光纖光柵傳感器的封裝材料38為玻璃纖維或碳纖維。

如圖2和圖3所示，在本實(shí)施例中，光纖光柵傳感器通過環(huán)氧樹脂膠水36粘貼固定。只有一個(gè)光纖光柵39的光纖光柵傳感器的固定點(diǎn)位于兩端，設(shè)有多個(gè)光纖光柵39的光纖光柵傳感器的固定點(diǎn)位于每個(gè)光纖光柵39的兩側(cè)。

一種基于光纖光柵傳感的管道泄漏、腐蝕在線監(jiān)測(cè)方法，在長(zhǎng)直管道35外壁上沿軸向等距固定只有一個(gè)光纖光柵39的光纖光柵傳感器、在彎管處34外壁上固定設(shè)有多個(gè)光纖光柵39的并且光纖光柵39沿周向均布的光纖光柵傳感器，將每個(gè)光纖光柵39反射回的信號(hào)進(jìn)行處理得到每個(gè)光纖光柵所在處40管道環(huán)向應(yīng)變的變化(光纖光柵39反射回來的光解調(diào)成數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為波長(zhǎng)，波長(zhǎng)的變化即為管道環(huán)向應(yīng)變的變化)，通過只有一個(gè)光纖光柵39的光纖光柵傳感器測(cè)得管道環(huán)向應(yīng)變的變化情況來判斷長(zhǎng)直管道35是否泄漏、找到泄漏位置41、獲取均勻腐蝕情況——只發(fā)生泄漏時(shí)，以泄漏點(diǎn)為中心上下游的管道環(huán)向應(yīng)變會(huì)出現(xiàn)一個(gè)依次逐漸減弱的突變并且這個(gè)突變是一個(gè)瞬態(tài)過程，對(duì)各管道環(huán)向應(yīng)變的突變值取對(duì)數(shù)并進(jìn)行直線擬合，兩條擬合直線的交點(diǎn)為管道環(huán)向應(yīng)變突變值最大位置即泄漏位置41(參見圖4)；只發(fā)生均勻腐蝕時(shí)，均勻腐蝕部位的管道環(huán)向應(yīng)變會(huì)增大但是周圍的管道環(huán)向應(yīng)變不變，通過均勻腐蝕部位的管道環(huán)向應(yīng)變求出均勻腐蝕部位的壁厚從而獲取均勻腐蝕情況；泄漏和均勻腐蝕同時(shí)發(fā)生時(shí)，以泄漏點(diǎn)為中心上下游的管道環(huán)向應(yīng)變會(huì)出現(xiàn)一個(gè)依次逐漸減弱的突變并且這個(gè)突變是一個(gè)瞬態(tài)過程，在非瞬態(tài)過程，均勻腐蝕部位的管道環(huán)向應(yīng)變會(huì)增大但是周圍的管道環(huán)向應(yīng)變不變，對(duì)各管道環(huán)向應(yīng)變的突變值取對(duì)數(shù)并進(jìn)行直線擬合、兩條擬合直線的交點(diǎn)為管道環(huán)向應(yīng)變突變值最大位置即泄漏位置41(參見圖4)，通過均勻腐蝕部位在非瞬態(tài)過程的管道環(huán)向應(yīng)變求出均勻腐蝕部位的壁厚從而獲取均勻腐蝕情況；通過設(shè)有多個(gè)光纖光柵39的光纖光柵傳感器測(cè)得局部環(huán)向應(yīng)變的變化情況來判斷彎管處34的非均勻腐蝕情況——對(duì)同一個(gè)光纖光柵傳感器測(cè)得管道局部環(huán)向應(yīng)變做插補(bǔ)計(jì)算(光纖光柵傳感器上的光纖光柵39越多，插補(bǔ)運(yùn)算越精確，反映管壁的非均勻腐蝕情況越真實(shí))得出所在截面的環(huán)向應(yīng)變分布趨勢(shì)，環(huán)向應(yīng)變大的地方對(duì)應(yīng)的管壁腐蝕嚴(yán)重。

假設(shè)管道無限長(zhǎng)，管道內(nèi)的壓力致使管道外壁產(chǎn)生環(huán)向變形存在以下公式，其中h為管道壁厚、p為管道內(nèi)部壓力、r為管道內(nèi)徑、ε_y為管道外壁環(huán)向應(yīng)變、E為管道彈性模量，可知管道壓力和壁厚的變化都會(huì)引起管道環(huán)向應(yīng)變的變化，泄露引起的管道壓力的變化是瞬態(tài)、腐蝕引起的管道壁厚的變化十分緩慢接近于靜態(tài)，從信號(hào)處理的角度來說完全可以把泄漏和均勻腐蝕區(qū)分開。管道泄漏會(huì)導(dǎo)致管道泄漏點(diǎn)壓力減小，壓力減小的波會(huì)以指數(shù)形式衰減傳遞，因此管道環(huán)向應(yīng)變會(huì)以泄漏點(diǎn)為中心向管道上下游呈一定的規(guī)律分布，越靠近泄漏點(diǎn)環(huán)向應(yīng)變突變?cè)酱?，相比傳統(tǒng)的負(fù)壓波定位泄漏點(diǎn)方法，采用能量衰減法提高了管道最小可檢測(cè)泄漏率，既無需管道直徑、壁厚、彈性模量以及管道內(nèi)流體物理性質(zhì)等有關(guān)參數(shù)，也不受管道負(fù)壓波波速準(zhǔn)確值的限制，只需通過一系列測(cè)點(diǎn)獲得泄漏發(fā)生時(shí)的環(huán)向應(yīng)變值，即可擬合出管道泄漏的位置。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。