一、背景說明

由于管道起伏、泵站啟閉、閥門開關等造成的水錘問題，另一方面在于施工質量、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人員檢漏設備的被動巡檢方式，缺乏有效性和及時性，考慮采用主動監測、定位、評估等在內的技術方法及相應的管理體制解決。配置一套實時在線測漏監測系統可在管道發生泄漏時，根據水流對管道壁的沖刷引起泄漏點發出振動和聲波來監測滲漏和爆管預警，全天候監視管道運行，確保安全。

二、系統概述

杭州邁煌光纖水聽器的運用-自然水、石油、燃氣管道泄漏監測系統采用光纖水聽器組成的陣列進行長距離管道泄漏監測，在長輸管道中每隔 500m~1km 左右布置一個光纖水聽器，通過光纜將水聽器串接并傳輸信號，當兩聲波傳感器之間發生因泄露引起聲波或振動時相鄰水聽器探測到該信號并對其進行識別與定位。

三、系統優勢

本系統無論從技術優勢、安全可靠性、報警準確率、定位精度，還是安裝的便捷等方面綜合比較，都具有優勢，主要體現在如下幾個方面：
1) 傳感端全光纖，無源本安，無需供電；
2) 系統適應性強：可滿足不同介質、不同長度的管線；
3) 無需全線占地補償；
4) 全光纖壽命長，可靠性高，免維護。

四、系統組成

杭州邁煌光纖水聽器的運用-自然水、石油、燃氣管道泄漏監測系統由光纖水聽器傳感設備、水聲偵聽監測主機、傳感設備及綜合智能分析平臺等組成。在目前的水聽器中，光纖水聽器適合大范圍組網和長距離信號傳輸，適用于長距離水管道內使用。系統的組成框圖如下圖所示：

五、技術參數

光纖水聽器監測主機技術參數

■光纖類型：B11 類單模通信光纖

■通道數：64 通道

■聲采樣率：1212kHz，可擴展

■操作系統：Windows2000 以上中文版

■通信協議：提供標準接入協議，并按照相關規約傳輸給招標方要求的系統數據庫

■遠傳通信接口：TCP/IP 接口，100M 以太網口

■電源要求：220VAC（±10%），50-60Hz

■設備工作溫度：-5℃~+45℃

■設備工作濕度：0~85%（無凝露）

■傳輸光纜工作溫度：-40℃~+70℃

光纖水聽器技術參數

■工作頻率：5Hz~5kHz，可擴展

■聲壓靈敏度：≥-150dB

■動態范圍： 不小于 100dB

■測量范圍：1000m

■尺寸圖

六、綜合智能管理分析系統

杭州邁煌光纖水聽器的運用-自然水、石油、燃氣管道泄漏監測系統的智能分析系統包括服務器、智能分析軟件、預警算法等組成。該系統可以監測管道發生泄漏并判斷管道發生泄漏的情況和位置，及時預警。針對背景環境噪聲，綜合智能分析系統具備模式分析算法和深度學習算法，可自動進行識別、建庫和學習，提高報警準確率。智能分析軟件會對管道聲數據進行長期建庫，對泄漏信號位置、斷絲位置、爆管位置等的監測可與管道GIS系統結合顯示監測位置。

系統功能如下：

1) 監測管道泄漏信號，確定管道泄漏位置，對爆管進行預警；

2) 模式識別功能：泄漏信號特征準確提取，建立數據樣本庫，能將環境干擾信號濾除；

3) 支持自主無人值守運行；

4) 豐富的報警及記錄功能：系統具有報警本地顯示、記錄、聯動以及遠程聯動、查詢功能。系統能提供實時的電子地圖定位、語音報警、數據存儲以及聲光、短信報警功能；

5) 故障報警功能：系統軟件具有故障報警功能。水聽器傳感器或傳輸光纜出現斷裂時，系統將實時提供反饋信息，上傳報警信號；

6) 系統具有“學習功能”，出現報警事件時，系統將采集信號與之前“學習”獲得的信號進行對比分析，做出判斷；

七、其他說明：

杭州邁煌光纖水聽器的運用-自然水、石油、燃氣管道泄漏監測系統結合分布式光纖聲波/振動傳感測漏技術效果更佳，沿著管道布置一根傳感光纜，如果泄漏點管道發出聲波信號，作用于該點光纜，聲波作用于光纜引起光信號調制，通過解調信號處理得到聲波信號，經模式識別算法判斷泄漏點特征，通過光脈沖定位泄漏點位置。其工作原理：分布式光纖聲波傳感技術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/ 振動特征敏感的原理特點，實現聲波或振動檢測。

光纖水聽器的運用-管道泄漏監測系統，還可廣泛應用于海軍水聲裝備，水下安防裝備、海洋石油勘探和海洋地質調查裝備的開發和應用中。
具體應用
1. 海洋資源勘探
——探索海洋資源，得到分布信息
2. 海底地質勘察
——采集地震信號，推測海底地質
3. 海底觀測網
——水下實時、長期、全天候觀測
4. 海洋國土安全
——反恐、反潛，水下安防