一种智能化光纤传感系统

本发明属于光纤传感技术领域，具体涉及一种智能化光纤传感系统。

背景技术：

传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展，在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐，光纤传感器整个过程中，光束经由光纤导入，通过调制器后再射出，其中光纤的作用首先是传输光束，其次是起到光调制器的作用。

光纤传感器的一大应用就是用于设备的故障检测，例如自来水泄漏检测，传统的以预防为主的定期管道检修不能实现输水管道状态的实时连续监测，过度检修还会导致设备的损坏，缩短设备使用寿命。此外，现有的在线监测技术大多为温度或者局部放电等单一参量的监测，然而随着智慧输水管线建设方案需求的提出，单一参量的监测已不能满足输水管道的运行可靠性需求。

因此需要设计一种智能化的光纤传感系统，来用于管道泄漏检测。

技术实现要素：

为了满足上述要求，本发明提供一种智能化光纤传感系统，该智能化光纤传感系统不仅具有多参数测量的功能，还会根据时间、温度、天气等外部因素调整报警的方法，具有极高的智能性，符合智慧输水管线建设的需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能化光纤传感系统，包括数据处理器和若干测温光纤传感器、若干压力光纤传感器、若干振动光纤传感器、和若干湿度光纤传感器，所述数据处理器和报警器相连，所述报警器与控制中心相连；

测温光纤传感器通过光纤相连，测温光纤传感器组成的线路螺旋环绕于输水管道上，测温光纤传感器组成的线路与数据处理器相连；

压力光纤传感器通过光纤相连，压力光纤传感器组成的线路设于输水管道底部，压力光纤传感器组成的线路与数据处理器相连；

振动光纤传感器过光纤相连，振动光纤传感器组成的线路螺旋设于输水管道顶部，振动光纤传感器组成的线路与数据处理器相连；

湿度光纤传感器过光纤相连，湿度光纤传感器组成的线路设于输水管道底部的土壤中，湿度光纤传感器组成的线路与数据处理器相连。

优选的，所述光纤外套有防护层，所述防护层结构为：最里层是隔热纤维，所述隔热纤维外设有铝箔层，所述铝箔层外设有防水层。

进一步优选的，所述隔热纤维为玻璃棉纤维或聚酰胺纤维。

进一步优选的，所述防水层为聚四氟乙烯或高密度聚乙烯。

优选的，所述报警器通过4g或5g信号与控制中心相连。

测温光纤传感器用于测量管道的温度，当发生泄漏时，泄漏点后的管道的温度会变低。

压力光纤传感器用于测量管道给地面的压力，当发生泄漏时，泄漏点后的管道对地面的压力会变小。

振动光纤传感器用于测量管道的振动频率，当发生泄漏时，泄漏点处振动频率会增加，泄漏点后的管道的振动频率会降低。

湿度光纤传感器用于测量管道给地面的湿度，当发生泄漏时，泄漏点处土壤湿度会增加。

本发明的有益效果是：通过结构的设置，使智能化光纤传感系统不仅具有多参数测量的功能，还会根据时间、温度、天气等外部因素调整报警的方法，具有极高的智能性，符合智慧输水管线建设的需求。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的光纤结构示意图。

图中：1.测温光纤传感器，2.振动光纤传感器，3.管道，4.压力光纤传感器，5.土壤，6.湿度光纤传感器，7.光纤，8.隔热纤维，9.铝箔层，10.防水层。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实例1

图1和图2中，是一种智能化光纤传感系统，图中：1.测温光纤传感器，2.振动光纤传感器，3.管道，4.压力光纤传感器，5.土壤，6.湿度光纤传感器，7.光纤，8.隔热纤维，9.铝箔层，10.防水层。还包括数据处理器，所述数据处理器和报警器相连，所述报警器与控制中心相连；

测温光纤传感器通过光纤相连，测温光纤传感器组成的线路螺旋环绕于输水管道上，测温光纤传感器组成的线路与数据处理器相连；

压力光纤传感器通过光纤相连，压力光纤传感器组成的线路设于输水管道底部，压力光纤传感器组成的线路与数据处理器相连；

振动光纤传感器过光纤相连，振动光纤传感器组成的线路螺旋设于输水管道顶部，振动光纤传感器组成的线路与数据处理器相连；

湿度光纤传感器过光纤相连，湿度光纤传感器组成的线路设于输水管道底部的土壤中，湿度光纤传感器组成的线路与数据处理器相连。

本实例中，所述光纤外套有防护层，所述防护层结构为：最里层是隔热纤维，所述隔热纤维外设有铝箔层，所述铝箔层外设有防水层。

本实例中，所述隔热纤维为玻璃棉纤维。

本实例中，所述防水层为聚四氟乙烯。

本实例中，所述报警器通过4g信号与控制中心相连。

实例2

图1和图2中，是一种智能化光纤传感系统，图中：1.测温光纤传感器，2.振动光纤传感器，3.管道，4.压力光纤传感器，5.土壤，6.湿度光纤传感器，7.光纤，8.隔热纤维，9.铝箔层，10.防水层。还包括数据处理器，所述数据处理器和报警器相连，所述报警器与控制中心相连；

测温光纤传感器通过光纤相连，测温光纤传感器组成的线路螺旋环绕于输水管道上，测温光纤传感器组成的线路与数据处理器相连；

压力光纤传感器通过光纤相连，压力光纤传感器组成的线路设于输水管道底部，压力光纤传感器组成的线路与数据处理器相连；

振动光纤传感器过光纤相连，振动光纤传感器组成的线路螺旋设于输水管道顶部，振动光纤传感器组成的线路与数据处理器相连；

湿度光纤传感器过光纤相连，湿度光纤传感器组成的线路设于输水管道底部的土壤中，湿度光纤传感器组成的线路与数据处理器相连。

本实例中，所述光纤外套有防护层，所述防护层结构为：最里层是隔热纤维，所述隔热纤维外设有铝箔层，所述铝箔层外设有防水层。

本实例中，所述隔热纤维为玻璃棉纤维。

本实例中，所述防水层为聚四氟乙烯。

本实例中，所述报警器通过4g信号与控制中心相连。

技术特征：

1.一种智能化光纤传感系统，包括数据处理器和若干测温光纤传感器、若干压力光纤传感器、若干振动光纤传感器、和若干湿度光纤传感器，其特征是：所述数据处理器和报警器相连，所述报警器与控制中心相连；

测温光纤传感器通过光纤相连，测温光纤传感器组成的线路螺旋环绕于输水管道上，测温光纤传感器组成的线路与数据处理器相连；

压力光纤传感器通过光纤相连，压力光纤传感器组成的线路设于输水管道底部，压力光纤传感器组成的线路与数据处理器相连；

振动光纤传感器过光纤相连，振动光纤传感器组成的线路螺旋设于输水管道顶部，振动光纤传感器组成的线路与数据处理器相连；

湿度光纤传感器过光纤相连，湿度光纤传感器组成的线路设于输水管道底部的土壤中，湿度光纤传感器组成的线路与数据处理器相连。

2.根据权利要求1所述的一种智能化光纤传感系统，其特征是：所述光纤外套有防护层，所述防护层结构为：最里层是隔热纤维，所述隔热纤维外设有铝箔层，所述铝箔层外设有防水层。

3.根据权利要求2所述的一种智能化光纤传感系统，其特征是：所述隔热纤维为玻璃棉纤维或聚酰胺纤维。

4.根据权利要求2所述的一种智能化光纤传感系统，其特征是：所述防水层为聚四氟乙烯或高密度聚乙烯。

5.根据权利要求1所述的一种智能化光纤传感系统，其特征是：所述报警器通过4g或5g信号与控制中心相连。

技术总结
一种智能化光纤传感系统，包括数据处理器和若干测温光纤传感器、若干压力光纤传感器、若干振动光纤传感器、和若干湿度光纤传感器，所述数据处理器和报警器相连，所述报警器与控制中心相连；测温光纤传感器组成的线路螺旋环绕于输水管道上，压力光纤传感器组成的线路设于输水管道底部，振动光纤传感器组成的线路螺旋设于输水管道顶部，湿度光纤传感器组成的线路设于输水管道底部的土壤中。本发明通过结构的设置，使智能化光纤传感系统不仅具有多参数测量的功能，还会根据时间、温度、天气等外部因素调整报警的方法，具有极高的智能性，符合智慧输水管线建设的需求。

技术研发人员：王春;王剑磊
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：2021.02.07
技术公布日：2021.06.22