井下光纤分布式流量监测系统

摘要

一种井下光纤分布式流量监测系统，它包括超窄线宽激光器，激光经声光调制器，第一光放大器和超窄带宽第一光滤波器后进入第一环形器，然后注入传感光纤，传感光纤中的背向瑞利散射光返回到第一环形器并经过第二光放大器进入到超窄线宽第二光滤波器后，背向瑞利散射光经偏振控制器后进入第二环形器后进入3×3耦合器，并分束到第一法拉第旋转镜，第二法拉第旋转镜和第四光探测器；第四光电探测器将电信号送入到光纤分布式流量解调系统；背向瑞利散射光经3×3耦合器进入到第二光电探测器和第三光电探测器和第二环形器，第二环形器输出光信号到第一光探测器；第一光探测器、第二光电探测器和第三光电探测器的电信号同时到达光纤分布式流量解调系统。

主权项

一种井下光纤分布式流量监测系统，它包括超窄线宽激光器，超窄线宽激光器发出的超窄线宽激光经声光调制器调制成脉冲脉宽为τ，周期为T的脉冲激光，脉冲激光序列依次经过第一光放大器和超窄带宽第一光滤波器后进入第一环形器的C₁₁端，脉冲激光序列自第一环形器的C₁₁端经过C₁₃端注入长为L的传感光纤，传感光纤中的背向瑞利散射光返回到第一环形器的C₁₃端，自第一环形器C₁₂端输出的背向瑞利散射光经过第二光放大器进入到超窄线宽第二光滤波器后，背向瑞利散射光经偏振控制器后进入第二环形器C₂₁端，背向瑞利散射光经过第二环形器C₂₃端进入3×3耦合器的B₁₁端，经过3×3耦合器分束到B₁₄端、B₁₅端和B₁₆端，由3×3耦合器B₁₄端发出的背向瑞利散射光经过长度为L₁的光纤到达第一法拉第旋转镜；由3×3耦合器B₁₅端发出的背向瑞利散射光经过长度为L₂的光纤进入到达第二法拉第旋转镜；其中S=L₁‑L₂；由3×3耦合器B₁₆端发出的背向瑞利散射光送入第四光探测器，第四光电探测器将电信号送入到光纤分布式流量解调系统，根据第四光探测器光强的大小动态调整偏振控制器的电压大小以达到控制瑞利散射的光偏振状态；两束背向瑞利散射光经法拉第旋转镜返回的背向瑞利散射光在3×3耦合器处发生干涉，背向瑞利散射光的干涉信号经过3×3耦合器的B₁₂和B₁₃分别进入到第二光电探测器和第三光电探测器，背向瑞利散射光的干涉信号经3×3耦合器的B₁₁进入第二环形器的C₂₃端，经第二环形器的C₂₂端，进入第一光探测器；第一光探测器、第二光电探测器和第三光电探测器的电信号同时到达光纤分布式流量解调系统，进行3×3耦合器相位算法的解调，完成相应位置上的传感信号的相位的变化解析。