本實(shí)用新型屬于輸氣管道泄漏檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光纖溫度傳感器的輸氣管道泄漏檢測(cè)模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)：

隨著人類社會(huì)的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，作為新興清潔能源的天然氣需求量也與日俱增，由于管道輸送具有投資省、建設(shè)周期短、輸送量大、輸送費(fèi)用低、對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小、管理方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外已普遍采用管道輸送天然氣，因此對(duì)天然氣等氣體管道的在線監(jiān)測(cè)也越來越受到社會(huì)的關(guān)注，目前，基于天然氣管道的模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為了安全起見，常用空氣或者氮?dú)獯嫣烊粴膺M(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)研究。

光纖傳感技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，具有抗電磁干擾、電絕緣、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)利用沿管線鋪設(shè)的光纖作為傳感元件陣列，很好的利用了傳感光纖上任一點(diǎn)都具有傳感能力的特點(diǎn)且光纖壽命長(zhǎng)，無需日常維護(hù)，使其能夠很好的滿足對(duì)輸氣管道全線破壞的預(yù)警與定位，對(duì)該技術(shù)的研究已成為當(dāng)今極具潛力的研究課題，因此針對(duì)輸氣管道的檢測(cè)技術(shù)也亟需普通實(shí)驗(yàn)室條件下的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來模擬，用以研究光纖傳感技術(shù)和發(fā)展在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于光纖溫度傳感器的輸氣管道泄漏檢測(cè)模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種基于光纖溫度傳感器的輸氣管道泄漏檢測(cè)模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模擬輸氣管道的泄漏，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由輸氣裝置與檢測(cè)裝置構(gòu)成；

所述輸氣裝置包括儲(chǔ)氣罐，通過充氣管與該儲(chǔ)氣罐相連通的壓縮機(jī)；所述的儲(chǔ)氣罐的上部設(shè)置有輸軟管，該輸軟管通過固定法蘭與輸氣管道連接；在該輸氣管道進(jìn)氣口處設(shè)置有壓力傳感器，該壓力傳感器與PLC控制器連接；該P(yáng)LC控制器與壓縮機(jī)連接；

所述檢測(cè)裝置包括設(shè)置在輸氣管道外部的保溫箱，保溫箱內(nèi)部設(shè)置加熱裝置；所述輸氣管道的檢測(cè)部位設(shè)置有氣孔閥，在檢測(cè)部位沿管道方向布置與PC機(jī)連接的光纖溫度傳感器。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)氣罐設(shè)置有壓力表，在輸軟管上設(shè)置有第一閥門，在充氣管上設(shè)置有第四閥門；所述輸氣管道的進(jìn)氣口處設(shè)置有第二閥門，并在該進(jìn)氣口處設(shè)置有流速計(jì)；所述輸氣管道在外露在保溫箱部分的尾端設(shè)置有第三閥門。

進(jìn)一步地，所述保溫箱頂蓋可拆卸，加熱裝置固定在頂蓋上。

進(jìn)一步地，所述保溫箱內(nèi)部填滿沙土，從而模擬管道在泥土中的工作環(huán)境。

本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)由于本實(shí)用新型在沿管道檢測(cè)部位方向布置了與PC機(jī)連接的光纖溫度傳感器，這就為研究管道外壁溫度變化與管道泄漏點(diǎn)的關(guān)系創(chuàng)造了條件。

(2)由于在輸氣管道上設(shè)置了氣孔閥，這樣就為實(shí)驗(yàn)時(shí)可以模擬不同大小的泄漏口創(chuàng)造了條件。

(3)由于本實(shí)用新型在被檢測(cè)的輸氣管道的外部設(shè)置了保溫箱并在保溫箱內(nèi)部設(shè)置了加熱裝置，這樣就為實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱峁┕艿劳獠扛邷?，管道?nèi)部低溫的模擬環(huán)境創(chuàng)造了條件；

(4)由于保溫箱頂蓋可以拆卸，這樣實(shí)驗(yàn)時(shí)只需將該保溫箱頂蓋拿掉并在箱內(nèi)覆滿泥土便可以為通過本實(shí)驗(yàn)裝置模擬管道埋在泥土里的工作環(huán)境創(chuàng)造了條件并實(shí)現(xiàn)了一箱多用；

(5)由于本實(shí)用新型采用的是輸軟管與輸氣管道相連，這樣在實(shí)際中還可以選用合適的自然環(huán)境下泄漏的輸氣管道并采用相應(yīng)長(zhǎng)度的輸軟管和光纖溫度傳感器與之配合進(jìn)行更精準(zhǔn)的檢測(cè)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、儲(chǔ)氣罐；2、壓力表；3、第一閥門；4、輸氣管；5、固定法蘭；6、第二閥門；7、流速計(jì)；8、加熱裝置；9、氣孔閥；10、第三閥門；11、光纖溫度傳感器；12、保溫箱；13、壓力傳感器；14、PLC控制器；15、壓縮機(jī)；16、充氣管；17、第四閥門；P、輸氣管道。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1所示，本實(shí)用新型為一種基于光纖溫度傳感器的輸氣管道泄漏檢測(cè)模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模擬輸氣管道P的泄漏，該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由輸氣裝置與檢測(cè)裝置構(gòu)成；

所述的輸氣裝置包括儲(chǔ)氣罐1，通過充氣管16與該儲(chǔ)氣罐1相連通的壓縮機(jī)15；所述的儲(chǔ)氣罐1的上部設(shè)置有輸軟管4，該輸軟管4通過固定法蘭5與輸氣管道P連接；在該輸氣管道P進(jìn)氣口處設(shè)置有壓力傳感器13，該壓力傳感器13與PLC控制器14連接；該P(yáng)LC控制器14與壓縮機(jī)15連接；

所述的檢測(cè)裝置包括設(shè)置在輸氣管道P外部的保溫箱12，保溫箱12內(nèi)部設(shè)置了加熱裝置8；所述輸氣管道P的檢測(cè)部位設(shè)置有氣孔閥9，在檢測(cè)部位沿管道方向布置與PC機(jī)連接的光纖溫度傳感器11。

所述的儲(chǔ)氣罐1設(shè)置有壓力表2，在輸軟管4上設(shè)置有第一閥門3，在充氣管16上設(shè)置有第四閥門17；

所述的輸氣管道P的進(jìn)氣口處設(shè)置有第二閥門6并在該進(jìn)氣口處設(shè)置有流速計(jì)7；

所述的輸氣管道P在外露在保溫箱12部分的尾端設(shè)置有第三閥門10。

所述的保溫箱12頂蓋可拆卸，加熱裝置8固定在頂蓋上，這樣實(shí)驗(yàn)時(shí)也可以拆掉保溫箱12頂蓋并在保溫箱內(nèi)覆滿泥土，從而模擬管道在泥土中的工作環(huán)境。

所述的保溫箱12可選用由保溫材料制成的面板搭成，因?yàn)楣饫w溫度傳感器11本身可以測(cè)得溫度信息，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)也可以根據(jù)需要在保溫箱12頂蓋設(shè)置一個(gè)溫度計(jì)插口用于記錄保溫箱內(nèi)部溫度(一般情況下不需要)。

所述的加熱裝置8可由單頭加熱棒代替，并將其設(shè)置在保溫箱12的頂蓋部位。

所述的光纖溫度傳感器11通過導(dǎo)線引出保溫箱12外，通過PC機(jī)顯示所采集的溫度信息。

以室溫10攝氏度為模擬環(huán)境溫度，用空氣代替天然氣，模擬天然氣輸送管道為例對(duì)本實(shí)用新型的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明：

第一步：關(guān)閉所有閥門，打開光纖溫度傳感器11，觀察光纖溫度傳感器11是否能采集到的溫度信號(hào)波形，即驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)所使用的光纖溫度傳感器11是否可以正常使用；

第二步：?jiǎn)?dòng)加熱裝置8，加熱十分鐘后，觀察光纖溫度傳感器11所采集的溫度信號(hào)波形是否發(fā)生變化(即驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)所使用的光纖溫度傳感器11是否能采集到溫度變化的信號(hào))，當(dāng)溫度達(dá)到20攝氏度時(shí)停止加熱開始實(shí)驗(yàn)(由于輸入的氣體是常溫下的天然氣，保溫箱12內(nèi)部為20攝氏度的高溫，這樣便可以模擬管道內(nèi)氣體低溫環(huán)境，管道外高溫的現(xiàn)場(chǎng)輸氣環(huán)境)；

第三步：打開第四閥門17，同時(shí)打開壓縮機(jī)15對(duì)儲(chǔ)氣罐1進(jìn)行充氣，當(dāng)壓力表2達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需壓力時(shí)相繼打開第三閥門10、第二閥門6、第一閥門3，此時(shí)PLC控制器14將根據(jù)所采集的輸氣管道P內(nèi)的氣體流速是否達(dá)到所設(shè)定的流速對(duì)壓縮機(jī)15的供氣速率進(jìn)行調(diào)整，使得輸氣管道P內(nèi)的流速保持穩(wěn)定；

第四步：觀察氣孔閥9處的氣體泄漏后光纖溫度傳感器11所采集的溫度信號(hào)波形是否發(fā)生變化，并記錄所發(fā)生的變化數(shù)據(jù)；

第五步：重復(fù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

當(dāng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M管道埋在泥土的環(huán)境時(shí)只需將保溫箱12的頂蓋去掉，在保溫箱12里覆滿泥土，即可為實(shí)驗(yàn)提供模擬的泥土實(shí)驗(yàn)環(huán)境了。

分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究不同環(huán)境下輸氣管道P泄漏與溫度變化的關(guān)系，并做出總結(jié)得出結(jié)論。

由于本實(shí)用新型采用的是輸軟管4與輸氣管道P相連接，甚至可以通過輸軟管4與輸氣管道P相連接并配以相應(yīng)長(zhǎng)度的光纖溫度傳感器11放置在室外的自然環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到更加精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型還可以驗(yàn)證泄漏孔的大小與溫度變化的關(guān)系，利用本實(shí)用新型所得出的結(jié)論可以很好的研究和推動(dòng)光纖傳感技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)，具有深刻意義。