一种液体泄漏判断及泄漏位置定位系统及方法

技术领域

本发明涉及液体泄漏监测技术领域，具体为一种液体泄漏判断及泄漏位置定位系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在化工、石油、航空航天等诸多领域，需要对液体泄漏进行实时监测。例如飞机燃油泄漏判断系统，是保障飞机飞行安全的重要机载设备。由于工作环境特殊，对于燃油泄漏判断系统的工作可靠性和精准定位有较高的要求。

传统的液体泄漏判断技术有很多种方式，包括浮子式测量、磁致伸缩测量、差压式测量、超声波测量、激光测量、雷达测量、核辐射式测量、拉杆式测量、电容式测量、电阻式测量以及电感式测量，这些方法大都存在着测量精度低，无法进行精准定位的问题，只能知晓是否发生了泄漏而无法对发生泄漏的位置进行定位。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种液体泄漏判断及泄漏位置定位系统及方法，将多个液体泄漏监测传感器安装在不同位置，当某一组液体泄漏监测传感器的浮筒动作，遮挡两光纤准直器之间的光路时，该组液体泄漏监测传感器对应波长的反射信号在光谱分析模块中消失，则能够根据波长对应液体泄漏监测传感器的所在位置定位泄漏的位置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种液体泄漏判断及泄漏位置定位系统，包括分别连接在光纤环形器上的宽带光源、光谱分析模块和光纤耦合器，光纤耦合器分别连接多组液体泄漏监测传感器；液体泄漏监测传感器包括设置在同一轴线上且水平布置的至少两组光纤准直器，其中一组光纤准直器连接光纤光栅，与两组光纤准直器轴线相垂直的方向设有浮筒；

宽带光源产生光信号经光纤耦合器发送给光纤准直器，通过光纤光栅产生的反射信号被光谱分析模块获取；浮筒底端具有开口，泄漏的液体通过开口进入浮筒内部，推动浮筒上升，遮挡两光纤准直器之间的光路，使液体泄漏监测传感器对应波长的反射信号在光谱分析模块中消失，根据反射信号消失的液体泄漏监测传感器的所在位置定位泄漏位置。

每一组液体泄漏监测传感器中的光纤光栅的反射波长均不同，间隔至少为1nm。

液体泄漏监测传感器包括外壳，外壳一端通过准直器夹具连接光纤准直器a。

外壳内设有套筒，光纤准直器a位于套筒一端，套筒另一端连接光纤准直器b，套筒侧部设有浮筒，光纤光栅连接在光纤准直器b上。

宽带光源产生的光信号经过光纤环形器和光纤耦合器后，分别进入每一组液体泄漏监测传感器中，经过两组光纤准直器后，通过光纤光栅产生的反射信号被光谱分析模块获取。

每一组液体泄漏监测传感器反射回不同波长的光信号，并通过光谱分析模块获取。

本发明的第二个方面提供基于上述系统实现泄漏位置定位的方法，包括以下步骤：

多组液体泄漏监测传感器安装在所需的位置，启动宽带光源；

光谱分析模块获取每一组液体泄漏监测传感器产生的反射信号；

当某一组液体泄漏监测传感器对应的反射信号在光谱分析模块中消失，则该反射信号对应的液体泄漏监测传感器的所在位置为泄漏发生的位置。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、将多个液体泄漏监测传感器安装在不同位置，当某一组液体泄漏监测传感器的浮筒动作，遮挡两光纤准直器之间的光路时，该组液体泄漏监测传感器对应波长的反射信号在光谱分析模块中消失，则能够根据波长对应液体泄漏监测传感器的所在位置定位泄漏的位置。

2、每一组液体泄漏监测传感器中的光纤光栅，其反射波长均不同，能够在获取的反射信号中快速分辨出受到浮筒阻挡而消失的信号，从而根据与消失的信号相对应的液体泄漏监测传感器所在的位置定位泄漏位置。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一个或多个实施例提供的液体泄漏判断及泄漏位置定位系统架构示意图；

图2为本发明一个或多个实施例提供的液体泄漏监测传感器结构示意图；

图中：1、宽带光源，2、光纤环形器，3、光谱分析模块，4、光纤耦合器，5.1、液体泄漏监测传感器1，5.2、液体泄漏监测传感器2，5.n、液体泄漏监测传感器n，6准直器夹具，7、光纤准直器a，8、光纤准直器b，9、光纤光栅，10、外壳，11、浮筒。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术中所描述的，现有技术中的液体泄漏监测系统存在着测量精度低，无法进行精准定位的问题，只能知晓是否发生了泄漏而无法对发生泄漏的位置进行定位。

因此，以下实施例给出一种液体泄漏判断及泄漏位置定位系统及方法，将多个液体泄漏监测传感器安装在不同位置，当某一组液体泄漏监测传感器的浮筒动作，遮挡两光纤准直器之间的光路时，该组液体泄漏监测传感器对应波长的反射信号在光谱分析模块中消失，则能够根据波长对应液体泄漏监测传感器的所在位置定位泄漏的位置。

实施例一：

一种液体泄漏判断及泄漏位置定位系统，包括分别连接在光纤环形器上的宽带光源、光谱分析模块和光纤耦合器，光纤耦合器分别连接多组液体泄漏监测传感器；液体泄漏监测传感器包括设置在同一轴线上且水平布置的至少两组光纤准直器，其中一组光纤准直器连接光纤光栅，与两组光纤准直器轴线相垂直的方向设有浮筒；

宽带光源产生光信号经光纤耦合器发送给光纤准直器，通过光纤光栅产生的反射信号被光谱分析模块获取；浮筒底端具有开口，泄漏的液体通过开口进入浮筒内部，推动浮筒上升，遮挡两光纤准直器之间的光路，使液体泄漏监测传感器对应波长的反射信号在光谱分析模块中消失，根据反射信号消失的液体泄漏监测传感器的所在位置定位泄漏位置。

每一组液体泄漏监测传感器中的光纤光栅的反射波长均不同。

液体泄漏监测传感器包括外壳，外壳一端通过准直器夹具连接光纤准直器a。

外壳内设有套筒，套筒一端抵接的准直器夹具设有光纤准直器a，另一端连接光纤准直器b，套筒侧部设有浮筒，光纤光栅连接在光纤准直器b上。

宽带光源产生的光信号经过光纤环形器和光纤耦合器后，分别进入每一组液体泄漏监测传感器中，经过两组光纤准直器后，通过光纤光栅产生反射信号。

每一组液体泄漏监测传感器反射回不同波长的光信号，并通过光谱分析模块获取。

具体的：

系统包括宽带光源1、光纤环形器2、光谱分析模块3、光纤耦合器4、液体泄漏监测传感器5.1、液体泄漏监测传感器5.2、液体泄漏监测传感器5.n。

宽带光源1连接光纤环形器2的输入端，光纤环形器2的中间端连接一分N光纤耦合器4，光纤环形器2的输出端连接光谱分析模块3，一分N光纤耦合器4的N个输出端分别连接N个液体泄漏监测传感器5。

液体泄漏监测传感器5的外壳10的材质是铝合金，光纤准直器a7和光纤准直器b8被准直器夹具6固定准直，光纤准直器b8末端连接一个光纤光栅9，浮筒11在正常状态下位于两个准直器中间不阻挡光路的位置，当发生液体泄漏时，浮筒11上升阻挡光路。

本实施例中的浮筒11为底端开口顶端封闭的容器，外壳10上设有供泄漏的液体流入浮筒11内的孔，当液体泄漏监测传感器5所在的位置发生泄漏时，泄漏产生的液体依次经过外壳10上的孔、浮筒11底端的开口到达浮筒11内部，由于液体泄漏监测传感器5为水平布置，则泄漏的液体能够推动浮筒11上升，从而阻挡光纤准直器a7和光纤准直器b8之间的管路，使得该液体泄漏监测传感器对应波长的反射信号无法发出，从而被光谱分析模块获取到。

上述系统将多个液体泄漏监测传感器安装在不同位置，当某一组液体泄漏监测传感器的浮筒动作，遮挡两光纤准直器之间的光路时，该组液体泄漏监测传感器对应波长的反射信号在光谱分析模块中消失，则能够根据波长对应液体泄漏监测传感器的所在位置定位泄漏的位置。

实施例二：

以上述液体泄漏判断及泄漏位置定位系统为基础，本申请提供了一种液体泄漏判断及泄漏位置定位方法，包括以下步骤：

多组液体泄漏监测传感器安装在所需的位置，启动宽带光源；

光谱分析模块获取每一组液体泄漏监测传感器产生的反射信号；

当某一组液体泄漏监测传感器对应的反射信号在光谱分析模块中消失，则该反射信号对应的液体泄漏监测传感器的所在位置为泄漏发生的位置。

具体的：

步骤S1：连接液体泄漏判断及泄漏位置定位系统，打开液体泄漏判断及泄漏位置定位系统中各个部分的电源；

步骤S2：宽带光源1发出的光，依次经过光纤环形器2和一分N光纤耦合器4，分别入射到N个液体泄漏监测传感器5，将N个液体泄漏监测传感器5分别安装在不同的位置，N个液体泄漏监测传感器5反射回不同波长的光，经过一分N光纤耦合器4和光纤环形器2后入射到光谱分析模块3上，光谱分析模块3显示N个不同波长的波峰；

步骤S3：液体泄漏监测传感器5底部中间位置有一浮筒11，改变液位，会使浮筒11随液位的增加而升高，从而遮挡光纤准直器a7和纤准直器b8之间的激光光路，该液体泄漏监测传感器5对应的反射波长在光谱分析模块3显示消失，可根据波长对应的液体泄漏监测传感器5的位置定位泄漏位置；

步骤S4：信号处理完毕，关闭电源。

由上述实施例可知，在使用时，利用的液体泄漏判断及泄漏位置定位系统，不同液体泄漏监测传感器5中的光纤光栅9的中心波长各不相同，间隔至少为1nm。

示例性地，上述宽带光源1为半导体激光器，其输出光谱范围为1525nm-1570nm。

本实施例中，液体泄漏监测传感器5.1中所对应的光纤光栅9的中心波长为1550nm，液体泄漏监测传感器5.2中所对应的光纤光栅9的中心波长为1551nm，液体泄漏监测传感器5.n中所对应的光纤光栅9的中心波长为1552nm。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。