1.什么是分布式光纖傳統(tǒng)的傳感器就像一個個孤立的 “聽診器”只能監(jiān)測某個固定點的情況而分布式光纖則是把一整條光纖變成了一根連續(xù)的 “神經(jīng)線”光纖經(jīng)過的每一個點都能同時感知溫度、振動、應(yīng)變這些物理量的變化。它的核心原理其實不復(fù)雜光在光纖里傳輸?shù)臅r候會因為光纖材料本身的微觀不均勻性產(chǎn)生瑞利散射、布里淵散射和拉曼散射這三種不同的背向散射光。當(dāng)光纖周圍的溫度、振動或者受力情況發(fā)生變化時這些散射光的強(qiáng)度、相位或者頻率也會跟著變。系統(tǒng)通過分析散射光的變化再結(jié)合光的傳播時間就能精準(zhǔn)算出是哪個位置出了問題。目前行業(yè)里主流的分布式光纖技術(shù)主要分三類DTS分布式光纖測溫系統(tǒng)基于拉曼散射主要測溫度適合火災(zāi)監(jiān)測、管道溫度異常檢測DTSS分布式光纖測應(yīng)力系統(tǒng)基于布里淵散射主要測應(yīng)變能感知管道的變形、地質(zhì)沉降DVS/DAS分布式光纖測振動 / 聲波系統(tǒng)基于相干瑞利散射靈敏度最高能捕捉到極其微弱的振動和聲波信號也是現(xiàn)在管網(wǎng)防外破和泄漏監(jiān)測的主力。其中DAS 和 BOTDR布里淵光時域反射技術(shù)能同時測溫度和應(yīng)變的組合是目前長距離管網(wǎng)監(jiān)測里最實用的方案一個管 “動”振動、聲波一個管 “靜”溫度、應(yīng)變剛好能互補(bǔ)。分布式光纖傳感技術(shù)適用圖2.分布式光纖都能用在哪些地方因為具備長距離、分布式、無源、抗干擾強(qiáng)這些天生優(yōu)勢分布式光纖特別適合那些線性的、跨度大、環(huán)境復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測。廣泛應(yīng)用在油氣輸送管道監(jiān)測泄漏和第三方施工破壞電力電纜監(jiān)測電纜溫度和局部放電預(yù)防火災(zāi)交通隧道和地鐵監(jiān)測結(jié)構(gòu)變形、圍巖沉降和火災(zāi)水利大壩和堤防監(jiān)測壩體位移、管網(wǎng)泄漏和邊坡穩(wěn)定通信光纜監(jiān)測光纜的外力破壞和斷點供排水、熱力監(jiān)測管道泄漏、沉降、破壞。不過要說需求最迫切、應(yīng)用最廣泛的還是城市的地下管網(wǎng)。畢竟現(xiàn)在城市管網(wǎng)動輒幾十上百公里穿越主干道、農(nóng)田、河道、地下管線密集區(qū)傳統(tǒng)方法根本顧不過來。光纜結(jié)構(gòu)圖3.分布式光纖在管網(wǎng)泄漏監(jiān)測中的應(yīng)用當(dāng)前城鎮(zhèn)自來水管網(wǎng)普遍存在老化、漏損問題部分老舊小區(qū)及城郊管網(wǎng)鋪設(shè)年限較長管材腐蝕、接口松動現(xiàn)象突出加之施工擾動、地質(zhì)沉降與溫度變化等影響暗漏、滴漏頻發(fā)。泄漏點多隱蔽于路面、綠化帶及地下管線井內(nèi)不易及時發(fā)現(xiàn)常造成水資源大量流失還可能引發(fā)路面塌陷、墻體受潮、二次供水污染等安全隱患。傳統(tǒng)自來水管道泄漏檢測常依賴聽音、人工巡查等方式在埋地深、環(huán)境嘈雜或管網(wǎng)老化復(fù)雜區(qū)域漏點識別難度大、誤判率高。利用溫差法檢測泄漏可通過管道周邊土體溫度異?？焖俣ㄎ浑[蔽漏點不受噪音、埋深等因素干擾能及早發(fā)現(xiàn)微小滲漏與暗漏。相比傳統(tǒng)手段溫差法響應(yīng)更快、定位更準(zhǔn)可減少水資源浪費(fèi)與管網(wǎng)二次破壞降低路面塌陷、水質(zhì)污染等風(fēng)險對保障供水管網(wǎng)安全運(yùn)行、提升運(yùn)維效率具有重要現(xiàn)實必要性。3.1技術(shù)原理基于溫差法的自來水管泄漏監(jiān)測核心在于利用泄漏介質(zhì)與周圍環(huán)境的溫度差實現(xiàn)精準(zhǔn)識別與定位。溫差法監(jiān)測基于以下兩個關(guān)鍵物理現(xiàn)象熱效應(yīng)高壓水泄漏會快速帶走周圍熱量導(dǎo)致局部土壤 / 管壁形成低溫異常區(qū)通常與環(huán)境溫差≥2-5℃。傳感定位通過分布式光纖測溫捕捉溫度場變化結(jié)合 OTDR 技術(shù)實現(xiàn)距離定位。3.2 解決方案采用溫差法光纖測溫技術(shù)對自來水管泄漏進(jìn)行在線監(jiān)測通過沿管道敷設(shè)的傳感光纜實時捕捉管體及周邊土壤溫度場變化。泄漏點因水流擾動形成明顯溫差異常系統(tǒng)結(jié)合專用算法精準(zhǔn)識別、定位漏點同步上傳至可視化管理平臺。方案可實現(xiàn)全天候不間斷監(jiān)測不受環(huán)境噪音與埋深影響能提前發(fā)現(xiàn)微小暗漏支持漏點自動預(yù)警與精確定位大幅縮短排查維修時間有效降低水資源浪費(fèi)與次生安全風(fēng)險為供水管網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠技術(shù)保障。3.3 系統(tǒng)架構(gòu)熵瀾科技自來水管網(wǎng)安全監(jiān)測系統(tǒng)由傳感光纜、光纖測漏主機(jī)、AI 服務(wù)器、專用感知算法及管網(wǎng)泄漏監(jiān)測可視化管理平臺組成各組件協(xié)同聯(lián)動、高效適配。系統(tǒng)依托先進(jìn)的智能分析算法精準(zhǔn)聚焦自來水管網(wǎng)安全風(fēng)險防控痛點及隱患監(jiān)控薄弱環(huán)節(jié)構(gòu)建全方位、全流程的管道泄漏監(jiān)測體系形成 “事前預(yù)警、事中處置、事后復(fù)盤” 的完整風(fēng)險事件管理閉環(huán)有效防范自來水管泄漏引發(fā)的水資源浪費(fèi)、路面塌陷及供水安全隱患實現(xiàn)管網(wǎng)安全受控、穩(wěn)定運(yùn)行。4.結(jié)語針對自來水管網(wǎng)泄漏檢測難題采用溫差法光纖測溫技術(shù)通過沿管道敷設(shè)的傳感光纜實時監(jiān)測管體及周邊土壤溫度場變化。泄漏點因水流擾動會形成顯著溫差異常系統(tǒng)依托專用算法精準(zhǔn)識別、定位漏點并將數(shù)據(jù)上傳至可視化管理平臺實現(xiàn)全天候、不間斷、非接觸式在線監(jiān)測。