本實用新型涉及管道泄漏信號檢測領域，尤其涉及一種壓力管道泄漏信號檢測實驗系統。

背景技術：

管道廣泛應用于石油、天然氣以及水資源等的運輸中。由于管道距離較長，時常經過無人地區，或者管道本身被地埋等因素，如何對管道泄漏的情況進行排查以及定位泄漏位置，往往是個復雜的課題。

管道泄漏檢測方法主要有：人工檢測法；以水聽器為代表的點式傳感方法；以負壓波為代表的管道末端檢測方法；以及以聲光纖法為代表的分布式連續檢測法。

1、人工檢測法需要耗費巨大的人力物力，已被其他檢測方式取代。

2、以水聽器為代表的點式傳感方法，具有單點檢測性能好，定位準確的特點，但其不適合長距離，大范圍的布設，并且由于傳感器眾多，系統集成復雜。

3、以負壓波為代表的管道末端檢測方法，具有檢測范圍大、可靠性高以及靈敏度高的特點，但其定位能力受信號質量影響，定位準確度較差。

4、以聲光纖法為代表的分布式連續檢測法，是近幾十年在激光技術發展下新興的檢測手段。該方法可以對數十公里長的管線同時進行檢測，通過檢測帶壓管道泄漏產生的介質在管道上產生的振動，來對管道泄漏進行檢測和定位，且檢測靈敏度高、定位精度高，具有廣泛的應用前景。但是由于周圍環境也存在振動，為了識別管道泄漏引起的振動，需在事前對泄漏信號進行采集，需要有專業的系統工具進行特征分析。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種壓力管道泄漏信號檢測實驗系統，該實驗系統可以在多種不同材質的管道下，檢測出多種泄漏孔徑、多種壓力條件下的泄漏信號，實現了對管道泄漏定位，詳見下文描述：

一種壓力管道泄漏信號檢測實驗系統，所述實驗系統包括：蓄水箱，所述蓄水箱上設置有壓力泵，所述壓力泵和輸水管道連接，所述輸水管道上設置有壓力閥；所述蓄水箱連接回收槽；

待測管道上設置有壓力計、且待測管道上通過膠粘或土埋固定設置有傳感光纖；所述傳感光纖通過分布式光纖傳感主機模塊連接計算機；所述輸水管道和所述待測管道分別連接閥門；所述待測管道上開設有泄漏孔；

所述分布式光纖傳感主機模塊用于提供探測輸入光、并檢測返回的光信號，將所述光信號轉化為模擬電信號，并將所述模擬電信號轉化為數字信號，傳給所述計算機；所述計算機接收所述數字信號，給出泄漏信息。

進一步地，所述輸水管道的端面為軟管。

進一步地，所述壓力計用于測量所述待測管道內的液體壓力。

本實用新型提供的技術方案的有益效果是：本實用新型提供的實驗系統可以工作在多種不同材質的待測管道下，檢測出多種泄漏孔徑、壓力條件下的泄漏信號，完成了信號采集和特征分析，實現了對管道泄漏的定位；該實驗系統具有結構設計合理、檢測靈敏度高、定位精度高、使用方便、適用性廣泛等優點，可以為研究管道泄漏信號特征提供實驗支持。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的壓力管道泄漏信號檢測實驗系統的結構示意圖；

圖2為泄漏定位結果圖；

圖3為所檢測到的泄漏點時域信號和背景信號的對比圖；

圖4為所檢測到的泄漏點頻域信號和背景信號的對比圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1：蓄水箱； 2：壓力泵；

3：壓力閥； 4：輸水管道；

5：待測管道； 6：壓力計；

7：回收槽； 8：傳感光纖；

9：分布式光纖傳感主機模塊； 10：計算機；

11：閥門。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

在使用分布式光纖測振法檢測管道泄漏時，需要事先獲得待測管道泄漏所產生振動的特征。在本實驗系統中，可以模擬和測試各種管材在壓力條件下的泄漏規律和振動信號特征，為分布式光纖測振法檢測管道泄漏提供數據支持。

實施例1

本實用新型實施例提供了一種壓力管道泄漏信號檢測實驗系統，參見圖1，壓力管道泄漏信號檢測實驗系統包括：蓄水箱1、壓力泵2、壓力閥3、輸水管道4、待測管道5、壓力計6、回收槽7、傳感光纖8、分布式光纖傳感主機模塊9、計算機10和閥門11。

其中，蓄水箱1上設置有壓力泵2，壓力泵2和輸水管道4連接，輸水管道4上設置有壓力閥3；待測管道5上設置有壓力計6；回收槽7與蓄水箱1相連接；傳感光纖8通過膠粘或土埋固定在待測管道5上；傳感光纖8通過分布式光纖傳感主機模塊9連接計算機10；閥門11分別連接輸水管道4和待測管道5。

其中，蓄水箱1為液體儲存裝置，為內循環的液體提供暫存空間。壓力泵2為動力裝置，為液體循環提供壓力。壓力閥3用于配合壓力泵2，以調節待測管道5內液體壓力至所需值。

輸水管道4端面為軟管，可以配合不同孔徑的待測管道5。

待測管道5上具有事先制造好的泄漏孔，其泄漏孔的孔徑、位置、數量均可事先加工。壓力計6測量待測管道5內的液體壓力，為測試提供參考數據。回收槽7用于回收待測管道5泄漏處的液體，并利用重力將液體送回蓄水箱1。

傳感光纖8通過膠粘或土埋固定在待測管道5上，用于檢測待測管道5上的泄漏信號。分布式光纖傳感主機模塊9為實驗系統提供探測輸入光并檢測返回的光信號，將光信號轉化為模擬電信號，再將模擬電信號轉化為數字信號，傳給計算機10。

計算機10負責處理從分布式光纖傳感主機模塊9接收到的數字信號，給出泄漏信息，如泄漏位置、泄漏特征、泄漏程度等。

閥門11用于在剛開始液體循環時排空輸水管道4和待測管道5內的空氣，在測試時處于關閉狀態。

具體實現時，該實驗系統工作時，首先，將壓力閥3和閥門11打開，啟動壓力泵2，將輸水管道4和待測管道5內的空氣排出。之后，關閉閥門11，調節壓力閥3，將壓力計6的示數調制實驗所需大小。待壓力計6的示數穩定后，啟動分布式光纖傳感主機模塊9和計算機10，采集和處理實驗信號。

當需要測量其他類型的管道時，關閉系統，替換待測管道5，重新開始工作測量。

其中，計算機10的處理過程，為本領域技術人員所公知，本實用新型實施例對計算機10的處理過程未做任何改進。

實施例2

本實用新型提供的壓力管道泄漏信號檢測實驗系統實驗結果：

參見圖2、圖3和圖4，實驗使用直徑為63mm的聚氯乙烯塑料管材作為待測管道5，在管材上人工制造直徑5mm的圓形泄漏孔，使用膠將傳感光纖8粘在待測管道5上，同時覆蓋沙土。在0.1Mpa的水壓下，測得其泄漏信號。

參見圖2，橫坐標為距離管道首端的距離，縱坐標為該位置振動的強度幅值，泄漏孔位于待測管道5的450m處，表明該實驗系統能準確找到待測管道5的泄漏位置。

參見圖3，所檢測到的泄漏點時域信號和背景信號對比，橫坐標為系統運行時間，縱坐標為振動波形的幅值，泄漏所產的振動波形(點狀線)和背景波形(線形線)，表明該實驗系統能有效檢測到振動波形，其振動模式和背景噪聲有顯著區別。

參見圖4，所檢測到的泄漏點頻域信號和背景信號對比，橫坐標為振動頻率，縱坐標為振動聲強的幅值，泄漏信號的頻譜(線形線)和背景噪聲頻譜(點狀線)，表明在63mm聚氯乙烯管材上，0.1MPa水壓下，直徑5mm的圓孔泄漏產生的振動信號主要集中在75Hz以下，其振動特征明顯。

通過上述實驗數據表明，該實驗系統具有結構設計合理、檢測靈敏度高、定位精度高、使用方便、適用性廣泛等優點，可以為研究管道泄漏信號特征提供實驗支持。

本實用新型實施例對各器件的型號除做特殊說明的以外，其他器件的型號不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

本領域技術人員可以理解附圖只是一個優選實施例的示意圖，上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。