一、背景說明

由于管道起伏、泵站啟閉、閥門開關(guān)等造成的水錘問題，另一方面在于施工質(zhì)量、土壤沉降、管道腐蝕、第三方開挖等原因造成的漏水和爆管。長距離輸水管道的安全檢查主要依靠技術(shù)人員檢漏設(shè)備的被動(dòng)巡檢方式，缺乏有效性和及時(shí)性，考慮采用主動(dòng)監(jiān)測、定位、評估等在內(nèi)的技術(shù)方法及相應(yīng)的管理體制解決。配置一套實(shí)時(shí)在線測漏監(jiān)測系統(tǒng)可在管道發(fā)生泄漏時(shí)，根據(jù)水流對管道壁的沖刷引起泄漏點(diǎn)發(fā)出振動(dòng)和聲波來監(jiān)測滲漏和爆管預(yù)警，全天候監(jiān)視管道運(yùn)行，確保安全。

二、系統(tǒng)概述

杭州邁煌光纖水聽器的運(yùn)用-自然水、石油、燃?xì)夤艿佬孤┍O(jiān)測系統(tǒng)采用光纖水聽器組成的陣列進(jìn)行長距離管道泄漏監(jiān)測，在長輸管道中每隔 500m~1km 左右布置一個(gè)光纖水聽器，通過光纜將水聽器串接并傳輸信號(hào)，當(dāng)兩聲波傳感器之間發(fā)生因泄露引起聲波或振動(dòng)時(shí)相鄰水聽器探測到該信號(hào)并對其進(jìn)行識(shí)別與定位。

三、系統(tǒng)優(yōu)勢

本系統(tǒng)無論從技術(shù)優(yōu)勢、安全可靠性、報(bào)警準(zhǔn)確率、定位精度，還是安裝的便捷等方面綜合比較，都具有優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
1) 傳感端全光纖，無源本安，無需供電；
2) 系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)：可滿足不同介質(zhì)、不同長度的管線；
3) 無需全線占地補(bǔ)償；
4) 全光纖壽命長，可靠性高，免維護(hù)。

四、系統(tǒng)組成

杭州邁煌光纖水聽器的運(yùn)用-自然水、石油、燃?xì)夤艿佬孤┍O(jiān)測系統(tǒng)由光纖水聽器傳感設(shè)備、水聲偵聽監(jiān)測主機(jī)、傳感設(shè)備及綜合智能分析平臺(tái)等組成。在目前的水聽器中，光纖水聽器適合大范圍組網(wǎng)和長距離信號(hào)傳輸，適用于長距離水管道內(nèi)使用。系統(tǒng)的組成框圖如下圖所示：

五、技術(shù)參數(shù)

光纖水聽器監(jiān)測主機(jī)技術(shù)參數(shù)

■光纖類型：B11 類單模通信光纖

■通道數(shù)：64 通道

■聲采樣率：1212kHz，可擴(kuò)展

■操作系統(tǒng)：Windows2000 以上中文版

■通信協(xié)議：提供標(biāo)準(zhǔn)接入?yún)f(xié)議，并按照相關(guān)規(guī)約傳輸給招標(biāo)方要求的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫

■遠(yuǎn)傳通信接口：TCP/IP 接口，100M 以太網(wǎng)口

■電源要求：220VAC（±10%），50-60Hz

■設(shè)備工作溫度：-5℃~+45℃

■設(shè)備工作濕度：0~85%（無凝露）

■傳輸光纜工作溫度：-40℃~+70℃

光纖水聽器技術(shù)參數(shù)

■工作頻率：5Hz~5kHz，可擴(kuò)展

■聲壓靈敏度：≥-150dB

■動(dòng)態(tài)范圍： 不小于 100dB

■測量范圍：1000m

■尺寸圖

六、綜合智能管理分析系統(tǒng)

杭州邁煌光纖水聽器的運(yùn)用-自然水、石油、燃?xì)夤艿佬孤┍O(jiān)測系統(tǒng)的智能分析系統(tǒng)包括服務(wù)器、智能分析軟件、預(yù)警算法等組成。該系統(tǒng)可以監(jiān)測管道發(fā)生泄漏并判斷管道發(fā)生泄漏的情況和位置，及時(shí)預(yù)警。針對背景環(huán)境噪聲，綜合智能分析系統(tǒng)具備模式分析算法和深度學(xué)習(xí)算法，可自動(dòng)進(jìn)行識(shí)別、建庫和學(xué)習(xí)，提高報(bào)警準(zhǔn)確率。智能分析軟件會(huì)對管道聲數(shù)據(jù)進(jìn)行長期建庫，對泄漏信號(hào)位置、斷絲位置、爆管位置等的監(jiān)測可與管道GIS系統(tǒng)結(jié)合顯示監(jiān)測位置。

系統(tǒng)功能如下：

1) 監(jiān)測管道泄漏信號(hào)，確定管道泄漏位置，對爆管進(jìn)行預(yù)警；

2) 模式識(shí)別功能：泄漏信號(hào)特征準(zhǔn)確提取，建立數(shù)據(jù)樣本庫，能將環(huán)境干擾信號(hào)濾除；

3) 支持自主無人值守運(yùn)行；

4) 豐富的報(bào)警及記錄功能：系統(tǒng)具有報(bào)警本地顯示、記錄、聯(lián)動(dòng)以及遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)、查詢功能。系統(tǒng)能提供實(shí)時(shí)的電子地圖定位、語音報(bào)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及聲光、短信報(bào)警功能；

5) 故障報(bào)警功能：系統(tǒng)軟件具有故障報(bào)警功能。水聽器傳感器或傳輸光纜出現(xiàn)斷裂時(shí)，系統(tǒng)將實(shí)時(shí)提供反饋信息，上傳報(bào)警信號(hào)；

6) 系統(tǒng)具有“學(xué)習(xí)功能”，出現(xiàn)報(bào)警事件時(shí)，系統(tǒng)將采集信號(hào)與之前“學(xué)習(xí)”獲得的信號(hào)進(jìn)行對比分析，做出判斷；

七、其他說明：

杭州邁煌光纖水聽器的運(yùn)用-自然水、石油、燃?xì)夤艿佬孤┍O(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合分布式光纖聲波/振動(dòng)傳感測漏技術(shù)效果更佳，沿著管道布置一根傳感光纜，如果泄漏點(diǎn)管道發(fā)出聲波信號(hào)，作用于該點(diǎn)光纜，聲波作用于光纜引起光信號(hào)調(diào)制，通過解調(diào)信號(hào)處理得到聲波信號(hào)，經(jīng)模式識(shí)別算法判斷泄漏點(diǎn)特征，通過光脈沖定位泄漏點(diǎn)位置。其工作原理：分布式光纖聲波傳感技術(shù)利用高相干光在光纖中傳輸引起的瑞利散射光干涉對聲波/ 振動(dòng)特征敏感的原理特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)聲波或振動(dòng)檢測。

光纖水聽器的運(yùn)用-管道泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，還可廣泛應(yīng)用于海軍水聲裝備，水下安防裝備、海洋石油勘探和海洋地質(zhì)調(diào)查裝備的開發(fā)和應(yīng)用中。
具體應(yīng)用
1. 海洋資源勘探
——探索海洋資源，得到分布信息
2. 海底地質(zhì)勘察
——采集地震信號(hào)，推測海底地質(zhì)
3. 海底觀測網(wǎng)
——水下實(shí)時(shí)、長期、全天候觀測
4. 海洋國土安全
——反恐、反潛，水下安防