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一、激光气体泄漏监测方案：

无源光纤激光甲烷泄漏监测系统是采用激光吸收光谱检测技术。该技术的基本原理是：根据朗伯比尔定律，气体分子对特定波长激光有吸收特性。检测激光会被气体分子吸收而衰减，衰减程度与气体浓度具有稳定比例关系。无源光纤激光甲烷泄漏监测系统对燃气管道可实现无源、多点、实时、连续、长距离和稳定可靠的监测。无源是指检测现场的监测光感终端不需要供电工作，从而可以实现与燃气管道一同埋于地下系对管道泄漏进行在线监测。多点是指一套系统可以对一百多个监测点位同时进行监测。实时连续是指实现了在线监测。长距离是指系统覆盖距离可以达到数十公里。稳定可靠是指该技术产品不需要维护调校，无误报，光感终端使用寿命长达20年。本系统具有秒级的泄漏甲烷浓度监测、超限报警功能，可基本消除因管道燃气泄漏而引发的安全事故发生的风险,是长输燃气管线实时在线监测的理想系统装备。

系统监控示意图

无源光纤激光甲烷泄漏监测系统具有极高的使用价值和经济价值。本系统创造性的实现了地埋管道的在线监测，可及时发现任何一点的管道泄漏；本系统建成后不再需要对管道泄漏进行人工巡检，可节省大量运营成本。

二、系统组成：

系统分为监测光感终端、激光控制单元、光谱分析单元与管理平台。激光控制单元、光谱分析单元与管理平台安放在监控中心，监测光感终端按照相关规范安装在监测现场。工作时激光控制单元将检测激光通过光缆输送给监测光感终端，光感终端将检测到的信号通过光缆回传输给光谱分析单元，光谱分析单元接收并处理回收到的光谱信号。由于回收到的光谱信号已被检测现场吸收过，光谱分析单元可以计算出检测现场具体的气体浓度，并将浓度信息通过RS485或以太网传输给管理平台。单台激光控制单元最多可以负载128路监测光感终端；

光缆分配示意图

三、工作原理：

天然气的主要成分是甲烷，其密度低于空气密度，一旦泄漏更容易向上扩散。相对松散的土壤是泄漏天然气扩散的通道，人字盖板下面的土壤相对周边的土壤更松散。所以通过人字盖板的结构，可将泄漏气体有效聚集在人字盖板下，通过通气孔进入通气管，形成贯通的通气走廊。通气管中的光感终端可快速检测到微量气体，从而快速定位泄漏点。

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进入通气管内的甲烷气体会同时向两个方向流动，距离泄漏点近的监测光感终端会先于距泄漏点远的监测光感终端报警，从报警时间差可以推算出泄漏点的大概位置。

光感终端安装示意图

四、应用案例：

目前在国内管径最大、压力最高的长输管线陕京四线上使用“无源光纤激光泄漏监测系统”，建成世界首个长输地埋管线在线监测网络。该系统主要针对地埋管道和绝缘接头进行 24小时在线实时监测，主要解决了以前地埋管道泄漏无法监测的难题，实现了在无电源的情况下对天然气管道穿行的封闭空间进行泄漏在线实时监测。

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五、长输管线之阀井气体泄漏监测方案：

长输管线会连接一些无人值守站、阀井。在无人值守阀室及管线路段与路段之间连接的阀井采用物联网激光气体泄漏监测方案。物联网激光气体泄漏监测仪由探测器、供电与通信模组、监控平台组成，具备低功耗技术与物联网技术于一体的地上及地下激光监测类产品。并通过NB-IoT物联网通讯传输到监控平台，对地上、地下、封闭与半封闭空间内痕量气体泄漏实现实时、快速、长距离、精准的监控。

阀井在线气体泄漏监测系统示意图

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