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近年来,由于能源结构的巨大调整,天然气管道建设进入了一个飞速发展的黄金时期。而天然气具有易燃易爆的特点,所以一旦天然气管道发生泄漏事故,造成的危害不仅是巨大的经济损失,更严重的是威胁到当地人民群众的生命安全。本文利用干涉型分布式光纤传感器,以天然气管道作为研究对象,研究了基于干涉型分布式光纤传感的天然气管道泄漏监测技术。(1)论文首先对光纤传感及其干涉原理进行了介绍,接着深入研究了基于Sagnac/Mach-Zehnder干涉型仪的分布式光纤传感检测原理,并对检测系统的PGC相位解调技术进行了数学分析,最后推导出了检测系统管道泄漏定位公式。(2)针对该系统光路部分存在的信号偏振衰落,利用琼斯矩阵分析法,建立基于信号偏振衰落的传输光数学模型,研究了有泄漏、无泄漏及不同泄漏点位置对输出干涉光谱的影响,并分析了信号偏振衰落对系统泄漏检测及定位性能的影响。(3)针对管道泄漏检测系统中出现的误报(虚报和漏报)现象,选取?40mm口径的高压碳钢管道和?100 mm口径的3PE钢管管道作为研究对象,对其分别进行有泄漏和无泄漏对比实验,统计了系统虚警率和漏警率。(4)为降低检测系统中存在的较高虚警率,采用基于小波包能量特征提取和基于欧式距离法的聚类分析对泄漏信号进行处理,实现对管道泄漏与否的判别,最后结合传统零点频率法进行管道泄漏定位。结果表明该方法能准确识别管道泄漏,相比传统基于零点频率法的泄漏检测虚警率降低了6.59%。(5)为降低系统中存在的漏警率,采用基于时域幅值统计法对泄漏时域信号进行特征提取,建立管道泄漏工况下的主元模型。根据平方预测误差(Squared Prediction Error,SPE)统计量判别管道泄漏,并统计了系统漏警率(Missing alarm rate,MAR)。结果表明,利用SPE统计量能准确判别天然气管道泄漏,与传统零点频率法的管道泄漏检测相比,漏警率降低了约10倍。