1.一種管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、環(huán)境溫度探測(cè)器、雙路A/D采集卡、激光光源驅(qū)動(dòng)器、密封區(qū)域溫度探測(cè)器、脈沖激光器、波分復(fù)合器、斯托克斯光信號(hào)探測(cè)器、反斯托克斯光信號(hào)探測(cè)器、斯托克斯信號(hào)調(diào)理電路、反斯托克斯信號(hào)調(diào)理電路和感溫光纖;雙路A/D采集卡、環(huán)境溫度探測(cè)器和密封區(qū)域溫度探測(cè)器與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連,工業(yè)控制計(jì)算機(jī)依次與激光光源驅(qū)動(dòng)器、脈沖激光器、波分復(fù)合器和感溫光纖相連;波分復(fù)合器分離出的斯托克斯光依次通過(guò)斯托克斯光信號(hào)探測(cè)器和斯托克斯信號(hào)調(diào)理電路后被雙路A/D采集卡采集,另一路反斯托克斯光依次通過(guò)反斯托克斯光信號(hào)探測(cè)器和反斯托克斯信號(hào)調(diào)理電路后被雙路A/D采集卡采集;所述的密封區(qū)域溫度探測(cè)器、脈沖激光器、波分復(fù)合器、斯托克斯光信號(hào)探測(cè)器、反斯托克斯光信號(hào)探測(cè)器、斯托克斯信號(hào)調(diào)理電路、反斯托克斯信號(hào)調(diào)理電路均設(shè)置于密封區(qū)域內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述的密封區(qū)域內(nèi)還設(shè)有熱源,熱源依次通過(guò)熱源驅(qū)動(dòng)電路、多路I/O卡后與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連。
3.如權(quán)利要求1或2所述的管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述的密封區(qū)域內(nèi)還設(shè)有冷源,冷源依次通過(guò)冷源驅(qū)動(dòng)電路、多路I/O卡后與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相連。
4.如權(quán)利要求1所述的管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述的密封區(qū)域采用隔溫材料。
5.如權(quán)利要求1所述的管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述的環(huán)境溫度探測(cè)器包括環(huán)境溫度探測(cè)器1和環(huán)境溫度探測(cè)器2。
6.一種利用權(quán)利要求5所述系統(tǒng)的管道泄漏檢測(cè)方法,其特征在于,感溫光纖沿待測(cè)管道方向鋪設(shè),以感應(yīng)因氣體或液體泄漏引起溫度場(chǎng)的變化;利用脈沖激光器產(chǎn)生脈沖光,經(jīng)波分復(fù)用器進(jìn)入感溫光纖,光脈沖在光纖中各點(diǎn)位置上引發(fā)包含拉曼成分的散射光,其背向散射光沿感溫光纖向后傳播,經(jīng)波分復(fù)用器分離出斯托克斯光和反斯托克斯光;將斯托克斯光作為參考光,反斯托克斯光作為檢測(cè)光,斯托克斯光信號(hào)探測(cè)器和斯托克斯信號(hào)調(diào)理電路將斯托克斯光轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并進(jìn)行放大、濾波,反斯托克斯光信號(hào)探測(cè)器和反斯托克斯信號(hào)調(diào)理電路將反斯托克斯光轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并進(jìn)行放大、濾波,然后由雙路A/D采集卡采集;雙路A/D采集卡采集到的斯托克斯信號(hào)、反斯托克斯信號(hào),與密封區(qū)域溫度探測(cè)器、環(huán)境溫度探測(cè)器1、環(huán)境溫度探測(cè)器2的信號(hào)一起輸入工業(yè)控制計(jì)算機(jī),進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理,完成對(duì)待測(cè)溫度場(chǎng)、管道泄漏的測(cè)量,并根據(jù)預(yù)設(shè)報(bào)警規(guī)則進(jìn)行管道泄漏報(bào)警。
7.如權(quán)利要求6所述的管道泄漏檢測(cè)方法,其特征在于,所述的數(shù)字信號(hào)處理方法為:
在一定時(shí)間內(nèi),多次讀入不同周期下的斯托克斯光和反斯托克斯光的電信號(hào),再對(duì)相同位置及一定時(shí)間間隔內(nèi)的斯托克斯信號(hào)和反斯托克斯信號(hào),分別進(jìn)行平均處理,并按管道位置坐標(biāo)軸的采樣點(diǎn)次序,對(duì)斯托克斯信號(hào)和反斯托克斯信號(hào)分別進(jìn)行同樣的數(shù)字濾波后,再進(jìn)行同樣的線(xiàn)性變換;然后根據(jù)下式計(jì)算參數(shù)A(n):
A(n)=(PAS(n)/PS(n)/pAS0(n)/PS0(n))
式中:PS(n)為線(xiàn)性變換后斯托克斯信號(hào),PAS(n)為線(xiàn)性變換后反斯托克斯信號(hào),PS0(n)為參考溫度下信號(hào)處理后的斯托克斯信號(hào),PAS0(n)為參考溫度下信號(hào)處理后的反斯托克斯信號(hào);
根據(jù)A(n)和拉曼散射特性,求解光纖的溫度分布曲線(xiàn),然后由密封區(qū)域溫度探測(cè)器探測(cè)到的溫度值,進(jìn)行斯托克斯光信號(hào)探測(cè)器、反斯托克斯光信號(hào)探測(cè)器的溫度補(bǔ)償,得到新的溫度分布曲線(xiàn);再根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的空間分辨率指標(biāo),對(duì)新的溫度分布曲線(xiàn)進(jìn)行數(shù)次的空間濾波;濾波后的溫度分布曲線(xiàn),首先根據(jù)光纖定標(biāo)曲線(xiàn),進(jìn)行非線(xiàn)性校正,然后根據(jù)環(huán)境溫度探測(cè)器1、環(huán)境溫度探測(cè)器2的值,對(duì)溫度分布曲線(xiàn)進(jìn)行校正,最后根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的響應(yīng)時(shí)間要求,對(duì)溫度分布曲線(xiàn)中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的溫度進(jìn)行加權(quán)濾波。
8.如權(quán)利要求7所述的管道泄漏檢測(cè)方法,其特征在于,根據(jù)環(huán)境溫度探測(cè)器1、環(huán)境溫度探測(cè)器2的值,對(duì)溫度分布曲線(xiàn)進(jìn)行校正的方法如下:
以環(huán)境溫度探測(cè)器1的探測(cè)點(diǎn)為中心,選取n1個(gè)采樣點(diǎn)作為數(shù)據(jù)擬合范圍;n1為不小于1的奇數(shù);
對(duì)溫度分布曲線(xiàn)中數(shù)據(jù)擬合范圍內(nèi)的n1個(gè)采樣點(diǎn)的溫度進(jìn)行擬合,根據(jù)擬合參數(shù)和環(huán)境溫度探測(cè)器1探測(cè)到的溫度,對(duì)溫度分布曲線(xiàn)進(jìn)行分段校正;
以環(huán)境溫度探測(cè)器2的探測(cè)點(diǎn)為中心,選取n2個(gè)采樣點(diǎn)作為數(shù)據(jù)擬合范圍;n2為不小于1的奇數(shù);
對(duì)溫度分布曲線(xiàn)中數(shù)據(jù)擬合范圍內(nèi)的n2個(gè)采樣點(diǎn)的溫度進(jìn)行擬合,根據(jù)擬合參數(shù)和環(huán)境溫度探測(cè)器2探測(cè)到的溫度,結(jié)合前面分段校正參數(shù),對(duì)溫度分布曲線(xiàn)進(jìn)行校正。
9.如權(quán)利要求6所述的管道泄漏檢測(cè)方法,其特征在于,所述的預(yù)設(shè)報(bào)警規(guī)則中報(bào)警觸發(fā)情況為以下三類(lèi)中的一種或多種:第一類(lèi)報(bào)警為溫度超出上閾值,或者低于下閾值報(bào)警;第二類(lèi)報(bào)警為溫度超出段內(nèi)平均溫度上閾值,或者低于段內(nèi)平均溫度下閾值報(bào)警;第三類(lèi)報(bào)警為一定時(shí)間內(nèi)溫度上升超出上閾值,或者溫度下降低于下閾值報(bào)警。
10.如權(quán)利要求9所述的管道泄漏檢測(cè)方法,其特征在于,所述的第二類(lèi)報(bào)警具體為:首先計(jì)算段內(nèi)平均溫度,然后確定每一段報(bào)警的上、下閾值,以及報(bào)警概率的閾值,運(yùn)行過(guò)程中統(tǒng)計(jì)不同位置點(diǎn)超過(guò)或低于閾值的次數(shù),一周期后計(jì)算報(bào)警概率,當(dāng)報(bào)警概率超出閾值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。