随着我国经济社会的快速发展,而且人民群众对生活环境的要求越来越高,因此对天然气的需求量也越来越大。管道运输是天然气的主要输送方式,但由于天然气管道会受到第三方破坏、管道腐蚀、管道质量等原因而发生泄漏。若不及时处理,轻则造成资源损失、环境污染;重则会引发火灾爆炸事故,对人民的生命、财产安全产生极大的威胁,造成重大的经济损失,产生不良的社会影响。因此,对高压天然气管道泄漏扩散检测展开研究,具有十分重要的意义。本文采用可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)对天然气泄漏进行分析检测;利用Fluent数值模拟软件分析研究天然气泄漏扩散规律。本文主要研究内容如下:1.基于光学基础理论,对TDLAS技术的测量原理进行了详细的阐述,重点研究并决定选择甲烷气体在1653nm处的吸收线作为天然气泄漏检测的吸收谱线,详细介绍了波长调制技术和谐波检测技术。2.根据流体力学知识,建立了天然气泄漏扩散基本控制方程组,利用Fluent软件对天然气在不同条件下的泄漏扩散情况进行模拟,定性地分析天然气泄漏扩散规律。3.对TDLAS系统进行性能测试,包括总体设计和搭建TDLAS系统,并利用二次谐波信号强度来计算泄漏天然气的浓度,对系统从最低检测极限、重复性和稳定性、响应时间三方面进行性能分析,根据实验得到的数据说明TDLAS系统满足对天然气泄漏高准确性、高灵敏性的检测要求。本文主要是对天然气高压管道泄漏扩散检测进行研究,分边进行了理论分析、数值模拟和实验室试验,主要采用TDLAS技术对天然气泄漏进行检测,相比其他检测技术,TDLAS技术具有高灵敏度,高速度、高选择性和非接触等优势,为天然气泄漏检测提供了一种新方法,具有重要的现实指导意义。