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摘要：为了更好的确保管道工作正常，要对其进行检测，其中光纤传感的管道泄漏检测技术是比较常用的一种技术，它具有绝缘、可靠、以及抗干扰等特点，所以它比传统的管道泄漏检测技术具有一定优势。目前，管道在我国暖通系统中被广泛使用，利用管道可以有效的对暖通系统进行设计，进而可以大幅度的提高供暖、通风、空气调节等效率，改善人们的生活，但管道的长时间的使用会出现老化、破裂等情况，这不仅会对人们的生活造成极大影响，而且还阻碍暖通行业的发展，对此就需要光纤传感的管道泄漏检测技术进行检测，从而保证管道运输效率。
关键词：光纤传感；管道泄漏；检测技术；应用
引言
在暖通领域会广泛应用到管道系统，但管道作业存在一定的复杂性，它很容易受外界因素的影响而发生腐蚀以及损伤等问题，从而对管道本身造成一定的伤害，如果严重的话，会出现泄漏事故，所以对管道进行监测和诊断是至关重要的。
1评价指标
判断管道泄漏检测性能的一般指标主要是动态范围和分辨率。动态范围决定所测量的光纤的长度，这是光纤传感器技术能够感应到的管道线路的实际长度。分辨率一般包括空间分辩能力和温度分辩能力等，这直接决定了精度和事件识别的准确度。基于光纤的管道泄漏检测技术的空间分辩能力一般以米为单位，所以对狭小范围的变化只能以平均值进行观察。系统的测量精确度与空间分辩能力成反比，往往无法达到高精度的空间分辩率。检测信号一般较弱，因此信号处理系统需要提高信号噪比。另外，很多信号会进行加法平均化、频率扫描、等一系列处理，所以完成整个测量需要很长时间。因此，在暖通管道泄漏检测技术中，要对多种光纤检测技术光纤测量长度和分辨率进行分析。
2检测技术分析
2.1基于散射式的光纤传感技术
图1所示的是光纤中后方散射光的分布图，拉曼散射，瑞利散射以及布里渊散射均属于散射型光纤探测技术。拉曼散射可以改变光波的频率，产生温度效应，主要原理是后向拉曼散射的形成。瑞利散射的形成，主要是由光纤折射率的不均匀变化引起的。布里渊散射可分为自发性和刺激类型，主要根据不同的入射光功率而分的。低电压入射光会形成主动的布里渊散射，高电压入射光会因电磁伸缩效应产生受激型布里渊散射。
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图 1 光纤中背向散射光分布图
2.2 以Sagnac干涉为基础的光纤探测技术
在1992年有人提出了以Sagnac干涉为基础的光纤探测技术（图2），这主要是利用了光纤传感器进行设计的。耦合器会把光源分为两束，并且会在Sagnac系统的影响下进行不同方向的传播，随后实现控制画面的目的。此区域的条纹移动数与干涉 仪的角速度和环路所围面积之积成正比，双向光相位差的产生主要是因为泄漏。检测器在检测过程中，会发现两种信号干扰，此时应该进行信号处理，并且确定准确的位置。使用该技术进行监测时，具有较高的准确性，误差一般在0.54 %以下，并且它能够在一根光纤与多个敏感光纤合并的基础上，实现多管检测。如果使用的是两个敏感光纤，那么定位误差为1.05%。以干涉矿路为基础，用于水暖通管道的分散光纤泄漏检测系统，每隔6.5公里测试相应的位置，误差不到2.0 %。
2.3 其他类型的光纤传感技术
以光纤光栅为基础的光纤传感器技术的核心技术是布拉格光纤光栅。布拉格光纤光栅是由美国CiDRA公司于1999年首次开发的一种，它的折射率可以周期性地改变。带有布拉格光栅在拉长、压缩、或周围温度变化时，被反射光的波长会相应的进行改变。在了解环境应力以及温度变化量时，就可以通过测定被反射的光的波长来获得。
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图2 基于光纤光栅的光纤传感技术原理图
3 分布式光纤传感技术的具体应用
3.1分布式光纤温度传感系统在使用过程中的优势以及影响
（1）光纤散射温度传感器是对空间温度分布进行实时测量的尖端技术。它可以持续测量温度，并且测量距离可达数十公里，空间分辩能力可达1-5米，并可进行不停的自动测量。具有高精度、不带电，抗射频和电子干扰、预防火灾、防暴防腐、高压和强电磁场等优秀的适应性，所以它能够在多种有害的环境下工作，特别是适合测量点多的场合。（2）散射光纤温度传感系统的原理。激光脉冲在注入过程中，要控制其能量和宽度，并且在光纤传送时，会对后方散射的光波进行传输，另外，光波的状态会受光纤散射点温度的影响。在经过一系列的检测和解调后，温度信号会通过一定的方式而显示出来，在进行定位时，要利用光 纤中光波的传输速度和背向光回波的时间。
3.2 OTDR 技术在分布式光纤传感技术的应用
它的基本原理是，在通过光源放出的光沿着光纤前进的过程中，后方被散射。后散射的距离如果增加，那么光的强度会有规律的减少，光的速度在此情况下是不变的，那么此时的距离与时间成正比。因此，在了解沿光纤路径上任一点的初始后向散射光强时，可以事先检测后散射光的强度及到达检测器的时间。（1）瑞利散射、喇曼散射和布里渊散射都属于光的散射。光纤材料不均匀会造成光纤折射率发生改变，此时就会产生瑞利散射，这属于光和物质之间的弹性散射，并且在此过程中没有出现频率偏差现象。光和物质分子之间发生作用会产生光学声子，此时会出现拉曼散射。（2）瑞利散射的强度会受光后方散射的影响而改变。外部物理场在某处干扰光纤时，后方瑞利散射的强度大大减少，所以可以测量向后散射的光强来检测光纤是否受到扰乱而改变。布里渊和拉曼后向散射强度较弱，不宜测定光的强度变化，但频率变化与温度及变形有关，所以可以测定频率变化，以感知外部物理场的温度以及变形情况。使用流体管线可以运输暖气、风量等，而暖通管道破裂会使周围温度产生变化，根据这个特性，以拉曼和布里渊散射为基础，在管道泄漏检测中使用分布式光纤温度传感器。
结束语
使用分布式光纤检测系统是最新的热点，在测量物理量的同时可实现信号传输，在解决或减少干扰等问题上具有突出的优势。暖通行业可以适用温度监测，他的推广和应用为实现自动集中控制和检测工作奠定了一定的基础。通过分析可以知道，管道泄漏检测是至关重要的，该项工作做好，能够很好的保证各项工作的顺利进行，从而促进各个领域的发展，并且推动社会的不断发展和进步，所以有关部门要积极的完善和研究管道检测技术。
参考文献：
[1]供水管道泄漏检测传感器开发研究[D].坑晓雨.河北工程大学 2018
[2]地下水管网泄漏检测技术及其在消防水系统泄漏检测中的应用[D].高建苹.兰州大学 2014