Roctest产品案例6：工艺中的光纤泄漏检测以及加工厂工艺安全监测

检测有害介质管道中任何泄漏的精确位置并在整个管道网络中提供完全完整性的最可靠方法，确保高效、安全和可靠的运行。

· 分布式光纤传感器

· 管道连续长度上的泄漏检测

· 乙烯、氢气 (H)、液化天然气 (LNG)、液化石油气（LPG）、氨气 (NH)、氧气及其他冷冻气体

· 清晰指示泄漏及其位置

· 适用于危险区域 (ATEX 认证)

· 固有防爆安全

· 抗电磁干扰

· 适用于长距离管道（如码头及输出管线）或密集区域（如生产区）

· 适用于室外、埋地（管沟）、水平定向钻铺设管道

· 适用于现有管道（任何管径）的改造

· 支持不停机维护

· 可在瞬变工况下运行

· 高空间分辨率（1米）与泄漏检测能力

· 高可靠性与置信度（安全完整性等级 SIL 2）

光纤泄漏检测是现代安全仪表系统 (SIS) 的组成部分，集成于工厂集散控制系统 (DCS) / 数据采集与监控系统 (SCADA) 中，使其能够满足危险与可操作性(HAZOP) 分析所设定的要求。

管道泄漏可能有多种起因，例如腐蚀、疲劳、材料缺陷、冲击、异常温度、极端压力，或由地面移动引起的过度变形。对于氨气，泄漏可通过因泄漏的液氨及其蒸发气体蒸发导致的温度快速下降而被检测到。这些局部温度异常可通过光纤分布式温度传感系统可靠地检测出来。该系统能够检测低至 0.1°C 分辨率、具有 1 米空间分辨率和 10 秒响应时间的温度变化。一根光纤电缆沿整个冷冻管道敷设在其下方，并连接到测量系统。该系统可自动识别作为泄漏征兆的温度异常，并发出警报，以便在受影响的管段启动适当的应急响应措施。

氨气管道上的光纤泄漏检测传感电缆安装

氨气管道上的光纤泄漏检测传感电缆安装

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现有的技术局限性

泄漏往往在泄漏量很大时才能被发现。此时，可能已经造成了重大的环境损害。即使传统系统检测到泄漏，它们也无法精确定位泄漏点，这会导致进一步的延误，并因产品损失而产生额外费用。

嗅探器和热成像仪通常维护成本高昂，并且需要安装大量设备才能实现良好的覆盖水平和较小的泄漏检测性能。某些泄漏检测和巡检系统是间歇性使用的。如果在两次巡检之间发生泄漏，则无法检测到，此时可能已超过临界安全水平。

光纤泄漏检测

利用分布式光纤传感进行管道泄漏检测的基本原理依赖于一个简单的概念：当泄漏发生在管道沿线的特定位置时，管道周围的温度分布会发生变化。这种温度变化在空间上（泄漏点周围数米范围内）是局部的，时间上（泄漏发生时）是瞬间的。管道周围温度扰动的根源取决于管道的类型及其周围环境。

当介质从管道泄漏时，因其与环境条件的差异或焦耳-汤姆逊

在输送气体或液化气体的管道中，当泄漏发生在传感光缆沿线的某个位置时，分布式温度传感系统 (DTS) 将检测到局部温度骤降或“冷点”。流经管道的气态物质因通过泄漏管段的压力释放而被冷却，进而冷却该管段及其周围区域。在输送气体的管道（例如输送水蒸气的管道）发生泄漏时，也有可能观察到“热点”。

在输送液体的管道中，当泄漏发生在传感光缆沿线的某个位置时，DTS 系统将检测到局部温度骤升或“热点”。流经管道的液态物质通常比传感光缆邻近的结构物（如土壤）温度更高，因此当液体逸出管道时，会加热这些结构物。在液体输送管道发生泄漏的情况下（例如，若输送的液体温度低于环境温度），也有可能观察到“冷点”。

沿管道铺设路径安装的光纤泄漏检测系统

优势

对健康、安全与环境 (HSE) 管理的益处：

· 提升基础设施和人员的安全性

· 通过减少停机时间增强系统可靠性

· 降低环境破坏风险

· 提高生产效率

在运营层面的益处：

· 泄漏将被快速检测到，从而最大限度降低对操作人员、周边社区及环境的风险。

· 用于泄漏检测的光信号功率极低，无法引燃可燃气体，因此适用于危险区域。

· 传感元件为无源光纤电缆，设计寿命超过 30 年，维护成本极低。

· 可检测微量泄漏，从而在泄漏扩大并可能引发重大灾难之前及早采取行动。

· 系统完全自动化，可降低运营成本并减少人为失误风险。它可使用标准协议（电气继电器、OPC、 Modbus）与现有 SCADA 系统和工业控制系统对接。

可靠性与可用性

对于诸如有毒气体泄漏检测等关键任务应用，为确保此类系统的可靠性和高可用性，可采用多种策略。光纤通常安装在光缆内部以提供机械保护，同时确保尽可能低的热隔离。用于提高可靠性和可用性的附加策略包括：

· 使用环形光缆：将传感光缆的两端分别连接到解调仪的不同通道。

· 使用包含多根光纤的光缆：

· 沿同一管道使用多条光缆：

· 使用两台解调仪：分别连接到同一光缆中的不同光纤或连接到不同的光缆，从而实现 2oo2（2取2）表决机制。

配备两台解调仪和环形光纤的冗余配置

置信等级 / 安全完整性

该通过SIL认证的泄漏检测系统是一个完全集成的解决方案，可提供业界领先的性能指标。

获得专利的ATTS（自动跳闸测试系统）完全独立于数据采集系统，对性能进行监控，实现SIL 2可用性。该系统具备完备的报警功能，并便于连接至主分布式控制系统。站点级完整性泄漏检测系统应用于安全关键型应用。

ATTS 框图（阴影区域为 ATTS）

安装程序灵活多样；支持容器热图测绘，适用于任何管道布置的泄漏检测

系统组件

光纤泄漏检测系统基于传感光缆、测量仪表和数据处理软件的结合。

提供适用于不同温度传感（低温、常温和高温）的专用光缆；这些光缆设计用于安装在管道表面或其邻近区域。

分布式温度 (DiTemp) 测量仪表可测量长度最长可达 2 x 30 公里（上下游各 30 公里）的传感光缆，具备最快的测量速度，并在现场应用中实现 0.1°C 的温度分辨率。

提供适用于气体、液体及多相流管道泄漏检测的软件包，可在用户友好型界面中显示并导出测量结果，并在检测到异常状况时生成告警。可利用 GIS 地图高亮显示事件（如泄漏）的精确位置。

该系统提供智能且鲁棒（抗干扰性强）的泄漏检测告警，不受外部扰动（电磁场、雷击、潮湿、雨水等）的影响。

机柜内模块化组装 - 多通道配置：提供 4、8 和 16 通道复用器模块可选，以提升系统灵活性

NOVA METRIX

加拿大Roctest公司与Smartec公司为同一集团 NOVA METRIX下的不同品牌。 NOVA METRIX是集研发、制造一体的供应商，专注于基于振弦式与光纤传感器的创新传感技术，服务于岩土和结构监测仪器领域。

瑞科仪器与NOVA METRIX合作提供一系列完整的基于传统传感器的解决方案，涵盖从极为耐用的传统振弦式技术，到用于岩土工程测量与监测以及关键资产结构健康监测（SHM）的尖端光纤技术。这些关键资产包括：水坝、隧道、矿山、建筑物、桥梁、核电站以及众多难以尽述的其他结构物。

此外，我们还提供种类广泛的旁压仪、岩石膨胀计，以及用于土壤和岩石的室内及现场测试设备。

服务

· 系统设计

· 安装、操作和维护

· 数据管理

· 数据分析

相关配件

DiTemp拉曼散射解调仪(温度))

DiTemp Light拉曼散射解调仪(温度)

DiTemp Harsh+ 拉曼散射解调仪(温度)

DiTemp自动巡检测试系统

DiTemp外部光多路复用器

DiTemp 常温光缆

DiView 软件

适用工程项目

· 尾矿坝

· 大坝和堤坝的光纤检漏

· 大坝和堤防安全监测

· 隧道结构健康监测

· 桥梁结构健康监测

· 建筑结构健康监测

· 历史遗迹监测

· 岩土和结构监测

· 核电站监测

· 隧道内光纤运动检测

· 化学工厂的光纤泄漏检测

· 管道的光纤渗漏检测

· 储存设施监测