基于 Phi-OTDR 的高压管道泄漏振动检测新方法

本文主要探讨了一种基于相位敏感光时域反射仪(Phase-sensitive Optical Time-Domain Reflectometry, Phi-OTDR)技术的新型压力输水管道泄漏在线监测方法。压力输水管道由于长期受到腐蚀和外力作用，存在着破裂和泄漏的风险，这对供水安全构成了威胁。传统上，管道泄漏往往依赖人工巡检或者定期的维护，然而这种方法效率低且可能无法及时发现微小的泄漏。 作者孙振世、吴慧娟、钱娅、张林强和饶云江在电子科技大学通信与信息工程学院的研究中，利用OTDR技术的独特特性，即其能够捕捉光纤中的微弱信号变化，将其应用于压力管道的监测。OTDR-Φ技术通过光纤将管道内部的振动信号转换为电信号，这种振动通常是由泄漏点产生的。当管道发生泄漏时，泄露点附近的管壁运动会引发特定的光纤信号变化，这些变化可以通过相位敏感OTDR精确地测量和解析。 文章的重点在于介绍了一种实时、非侵入式的监测手段，它能够实时监控DN200厘米×EN2厘米的普通钢制压力输水管道，在内部压力达到约0.27兆帕的情况下，即使泄漏量小于11升每秒，也能有效检测出来。这显著提高了管道泄漏的早期预警能力，有助于降低故障导致的经济损失和水源浪费，同时减少了维修工作的复杂性和危险性。 这项研究的关键词包括压力输水管道、泄漏监测、分布式光纤传感系统以及相位敏感光时域反射仪，反映出研究的理论基础和技术应用。本文为压力管道的智能监测提供了一个创新的解决方案，对于提高供水系统的运行效率和安全性具有重要的实际意义。