漏水點(diǎn)探測和精準(zhǔn)定位是供水管網(wǎng)漏損管理面臨的關(guān)鍵問題之一。應(yīng)用光纖傳感技術(shù)開展漏損監(jiān)測的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):沿管道布置的光纖傳感器可以識(shí)別直徑mm量級的泄漏孔;管內(nèi)水壓一定時(shí),散射光信號強(qiáng)度的對數(shù)與泄漏孔直徑線性相關(guān);探測泄漏的同時(shí)可定位漏點(diǎn),誤差在±1.5 m之內(nèi)。試驗(yàn)證實(shí):應(yīng)用光纖傳感技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)長距離供水管道漏損的在線監(jiān)測。與現(xiàn)有的探漏技術(shù)相比,新技術(shù)適應(yīng)各種管材管徑、不同管道埋深和長度,及多種惡劣的工作環(huán)境(腐蝕、強(qiáng)電磁場、高溫、高壓等),使用壽命長,終身免維護(hù),數(shù)字化信息可納入水網(wǎng)管理平臺(tái),對城市供水系統(tǒng)節(jié)能降耗、安全環(huán)保、災(zāi)害預(yù)警和防災(zāi)減災(zāi)具有廣泛的應(yīng)用前景。

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【部分圖文】：

圖1供水管道泄漏自動(dòng)監(jiān)測試驗(yàn)裝置示意圖

為了驗(yàn)證光纖傳感系統(tǒng)對供水管道泄漏的響應(yīng),取一段DN300管道,預(yù)加工泄漏圓孔,孔徑分別為1、3、5mm。管道接入供水網(wǎng),水壓力約0.3MPa。傳感光纖平行于管道布設(shè)(圖1),總長約5km。一端自由,另一端接入信號分析主機(jī)(DAS)。試驗(yàn)依次開啟泄漏孔,從流量計(jì)讀取泄漏流....

圖20(a)、1(b)、3mm(c)和5mm(d)直徑的泄漏孔DAS泄漏信號瀑布圖

當(dāng)高壓水流沖出管道上的小孔時(shí),無疑會(huì)產(chǎn)生聲波等環(huán)境擾動(dòng),因而激勵(lì)預(yù)埋在管道附近的光纖,使其產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。解析散射光信號可以得到與激振相關(guān)的物理參量:振幅、頻率、時(shí)間和振動(dòng)發(fā)生的位置。上述DAS信號強(qiáng)度被表達(dá)為彩色瀑布圖,如圖2所示。圖2給出了試驗(yàn)管道上1、3mm和5mm直徑....

圖3實(shí)測DAS泄漏探測信號平均強(qiáng)度的對數(shù)與泄漏孔徑的關(guān)系

對所采集的DAS信號強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析:平均信號強(qiáng)度的對數(shù)與泄漏孔徑線性相關(guān),相關(guān)系數(shù)大于0.9。圖3的關(guān)系曲線顯示,DAS信號強(qiáng)度可以半定量地表達(dá)管道上既有泄漏孔的擴(kuò)展演化趨勢。從工程角度出發(fā),精確判定漏點(diǎn)位置至關(guān)重要�；贠TDR原理,已知光纖光速,可以通過采集的ti直接計(jì)算信....

圖4500次測量3mm孔徑泄漏點(diǎn)的定位結(jié)果分布曲線

從工程角度出發(fā),精確判定漏點(diǎn)位置至關(guān)重要。基于OTDR原理,已知光纖光速,可以通過采集的ti直接計(jì)算信號對應(yīng)點(diǎn)到光纖端點(diǎn)的距離,以確定振動(dòng)發(fā)生的位置。但實(shí)際工程中常常要求光纖在安裝時(shí)留有一定的工程冗余,因此,上述光纖距離不可能與實(shí)際管道位置一一對應(yīng),必須對光纖長度和管道里程做出現(xiàn)....

本文編號：3945253