为了验证所建数据分析方法的有效性，设计了管道泄漏分布式光纤监测试验，并通过监测大数据分析进行管道泄漏探测和定位。试验在一个大型土箱内进行，土箱尺寸为12 mX 1.7 mX 1 m。箱体底部铺有10cm厚的碎石，并在箱体底部开口供排水所用;碎石层上部为20cm厚的土体，分层夯实;在土体上部埋设保温钢管,然后进行回填。在保温钢管的进水口上旁接直管进行泄漏模拟,通过泄漏支管以及循环泵将加热水箱内的液体引到靠近管壁的预定位置上,并且在泄漏支管上安装阀门、流量计及压力计，实现泄漏模拟的开启以及泄漏流量和泄漏压力的控制和监测。 试验管道是长12 m、直径250 mm的原型保温钢管，钢管壁厚10 mm,外部包裹3 cm厚的聚氨酯防腐保温层，保温层外为聚乙烯护套。试验设计了不同泄漏位置（纵向和截面）以及管内外3种温差的工况研究大数据分析方法诊断管道泄漏的有效性。试验模拟管道同时发生两处泄漏的情况，漏点分别位于管 道纵向3.5 m和10 m的位置。 试验釆用的分布式光纤传感器为多模铠装光缆，其中纤芯直径62.5。传感器埋置于距管道底部10 cm 下方的土体中，沿管道纵向平行布设。光纤传感器与DTS子系统相连，监测釆样频率设为0.1 Hz,测点间隔为0.2 m,空间分辨率为1m。由于监测系统的空间分辨率大于测点间隔,因此整条光纤构成一个分布式传感器。试验中，将管内液体升温至预定温度后进行表1所示工况的泄漏模拟,同时利用分布式光纤传感器监测整个温升及泄漏过程中管道下方土体的温度变化情况。 根据分布式光纤监测管道泄漏的基本原理，泄漏前后管道沿途温度变化是决定监测性能的关键工况1、2考虑了管内温度不同的情况，但是泄漏流量相同，均为2L/min。工况1、2的试验分别于不同日期进行，由于环境温度不同，因此土体温度也存在一定差异。在泄漏模拟之前，利用分布式光纤传感器约监测30 min,记录管道沿途温度的变化情况，分析可知，土体温度相对稳定，并且几乎不随位置变化而变化。根据工况1、2开始泄漏前的温度监测数据曲线（图3）可知，温度随位置分布基本不发生变化，其波动范围在3 °C以内，这与DTS系统的测量精度以及回填土的不均匀性和不密实性有关。试验中，泄漏模拟的持续时间约为20 min,根据泄漏结束时刻的分布式温度监测数据可见，两种工况均在漏点附近出现明显的温升现象。在工况1中,漏点乙1附近温度异常的范围约在3.5〜5.4 m之 间，最高温度约46.85 °C；漏点乙2附近温度异常的范围约在9.8-11.8 m之间，最高温度约56 °C。虽然最高温度未出现在漏点位置,但是温度异常范围均包括了漏点,表明漏点与温度异常之间存在明确的对应关系。 在工况2中，漏点A附近温度异常的范围约在3.4〜5.2 m之间，最高温度约37.21 °C；漏点乙②附近温度异常的范围约在11.0-11.8 m之间，最高温度约38 °Co漏点 Li在温度异常范围内，虽然漏点乙2不在温度异常范围内,但是与实际漏点非常接近。工况2温度异常范 围与漏点L2不一致，与该处回填土存在较大石块影响渗流扩散的方向有关。工况1、2的监测数据表明，泄漏液体在土体中扩散将导致漏点附近土体温度显著升高，虽然漏点处温度可能低于管内液体温度，但明显高于非泄漏位置的温度，呈现典型的局部温度异常现象。 温度监测数据随位置变化的异常情况,为管道泄漏的定位诊断提供了可靠证据。<br> 根据工况2、3的监测数据,分析管内液体温度相 同、泄漏流量不同时漏点乙1处温度随时间的变化情况 （图4）。由于两种不同工况下，管内液体升温至预定温度的时间不同，因此图4中均以泄漏开始时刻向前 1 830 s作为温升过程的代表时程。泄漏开始前，两种工况下温度监测数据均较为稳定，其波动在3笆以内。 随着泄漏开始，虽然泄漏流量不同,两种工况下漏点处 均呈现一个明显的温升过程，并且温升趋势和速度基 本相同。在3300 s后温升结束,此时两种工况下漏点L处的温度监测数据重新趋于平稳，接近管内液体温度。不同泄漏流量下漏点处温度数据时程分析表明，分布式光纤传感器对泄漏导致的温度异常较为敏感, 表现出明显的温升过程。 综上,分布式光纤传感器获得的温度监测数据提供了关于管道泄漏的空间、时间信息，但是分析图3、 图4发现，由于环境因素、测量噪声影响，温度监测数据的位置分布和时程曲线均呈现一定的波动性，因此不能在位置和时间上设定一个固定的门槛值进行泄漏识别,必须进行监测数据的时-空统计分析才能进行管道泄漏的可靠诊断。<div><br></div><div> 光子瑞利科技（北京）有限公司（简称“光子瑞利”）成立于2015年，是光纤传感的先行者和光纤侦听的领导者，致力于光纤传感声音智能分析，提供智能安全监测预警解决方案，是具有自主创新研发能力、 拥有自主知识产权的国家级科技创新型公司。光子瑞利率先突破了光纤声音还原识别技术，在光纤传感领域具有里程碑的意义，可广泛应用于石油、铁路、通信等多个领域，是物联网、智能制造的基础核心技术。<br> 其中自主研发的地埋光缆定位仪，可对地埋光缆的断纤点、光衰点、盘纤长度、盘纤位置、路由走向、地埋接头盒等地埋故障点通过对地面敲击反回的声音进行精准定位和判断，金属及非金属光缆都可以实现，不需要电子标识器或其它辅助器材的配合识别，减少开挖的工作量，缩短故障点查找的时间，提高光缆恢复的时效。<br> 手机/微信：17611258858。<br></div>