第38卷第1期 2017年1月
仪器仪表学报 Chinese Jourmal of Scientific Instrument
Vol. 38 No. 1 Jan.2017
基于DOFVS的新型压力输水管道泄漏在线监测方法
吴慧娟”，陈惠权"，吕立冬”，孙晓艳”，孙振世
（1.电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室成都611731;2.全球能源互联网研究院南京210003）
摘要：压力输水管道因内部压力及外部使用环境腐蚀等因素经常造成爆管泄漏等间题，根据管道泄漏时会引起泄漏点周围管纤在线泄漏监测方法，此方法利用普通单模通信光纤拾取泄漏点引起的管道振动信号并进行实时检测和定位。在室内测试环境下，该系统能够检测出DN90cm×EN2cm普通钢制压力输水管道在0.4Mpa压力下，泄漏孔径为4mm的量漏；在室外测试环境下，该系统能够检测出DN200cm×EN2cm普通钢制压力输水管道在0.27Mpa压力下，泄漏量大于11L/s泄漏孔的泄漏。
此外，采用多尺度小波分解去噪方法，对监测信号中的环境噪声信号进行滤除，并取得了良好的去噪效果。关键词：压力输水管道；泄漏监测；相位敏感光时域反射仪；小波阔值去噪
文献标识码：A
国家标准学科分类代码：410.55
中图分类号：TH741.1
Novel pressurized water pipe leak monitoring method based on the
distributed optical fiber vibration sensor
Wu Huijuan', Chen Zhongquan', Lv Lidong”, Sun Xiaoyan’, Sun Zhenshi'
(1. Key Laboratory of Optical Fiber Sensing & Communications (Education Ministry of China), University of Electronie Science and Technology of China, Chengdu 611731, China; 2. Global Energy Interconnection Research Institute, Nanjing 210003, China)
Abstract; Due to the intermal pressure and other environmental effects, the pressurized water pipe has potential problems such as leakage and burst. Since there is a certain presure in the pipe, the leakage point will cause the inner pipe walls to vibrate when the pipeline leaks. Thus in this paper, a new method is proposed to monitor the pressurized water pipe with a distributed opticalfiber vibration sensor(DOFVS) based on the phase-sensitive optical time-domain reflectometer. The indoor test results indicate that the proposed method can detect the aperture which is equal or larger than 4 mm for a stel pipe with DN91 cm × EN2 cm and 0.4 Mpa inner pressure. The field measurement results show that, the leaking signal could be effectively acquired when the leakage rate is larger than 11 V/s, where the eesddeadd threshold denoising method to effectively suppress the high frequeney noises in the monitoring signal, and this method achieve good results.
Keywords:pressurized water pipe; leak detection; phase-sensitive OTDR; wavelet threshold denoising
时易造成爆管破损(1-)，从而导致压力输水管道爆管泄漏，造成经济损失以及水质污染等次生灾害。因此，对压
1引言
压力输水管道作为一种重要的水资源输送手段，在世界各国都得到了广泛应用。然而压力输水管道由于内部压力的存在使得压力输水管道在受到外部作用力影响
力输水管道进行在线实时泄漏监测需求迫切并具有重要的研究意义。国内外常用的监测方法主要分为两类(36] 1)基于软件的方法，流量平衡法无法对泄漏点定位；压力梯度法灵敏度不高，负压波法泄漏信号弱，环境干扰源
Received Date; 2016-07
收稿日期：2016-07
·基金项目：国家自然基金委重大仪器专项（41527805）、国家自然科学基金重大项目（61290312)、青年基金（61301275）、国家外专局和教育部
111创新引智计划项目（B14039）、光纤传感与通信教育部创新团队（PCSIRT，IRT1218）、国家电网项目（00494067）资助万方数据