基于3×3耦合器的直线型Sagnac管道安全监测系统

摘要

基于3×3耦合器的直线型Sagnac管道安全监测系统，属于光学传感器技术领域。在沿管道铺设的传感光纤，当管道附近发生破坏性扰动时会产生振动声源，对光缆中的光纤产生局部振动作用，进而使分布式光纤产生细微的形变，对光纤中传播的光信号进行调制。本发明相比以往监测系统，分为上主、下辅两个回路，两路光纤沿管道径向并行铺设，对同一管道进行安全监测，利用直线型结构降低监测系统产生的信号衰减现象及避免互易效应，简化了系统结构，解决其它方法不能对潜在的破坏性行为，特别是低频扰动行为进行长距离实时监测，无法对被破坏或扰动地点进行即时定位的现状，使监测时间、范围和判断精度得到有效的提升，提高了监测稳定性和可靠性。

主权项

基于3×3耦合器的直线型Sagnac管道安全监测系统，分为主回路和辅回路两部分；其包括光源(1)、2×1耦合器I(41)、起偏器I(21)、光隔离器I(31)、2×1耦合器II(42)、3×3耦合器I(51)，2×1耦合器V(45)、传感光纤I(61)、法拉第旋转镜FRM I(71)、延迟光纤I(81)、2×1耦合器III(43)2×1耦合器IV(44)；起偏器II(22)、光隔离器II(32)、2×1耦合器VI(46)、3×3耦合器II(52)，延迟光纤II(82)、2×1耦合器IX(49)、传感光纤II(62)、延迟光纤III(83)、法拉第旋转镜FRM II(72)、2×1耦合器VII(47)、2×1耦合器VIII(48)以及信号采集装置(9)；其特征在于：光源(1)发出的激光通过通过2×1耦合器I(41)分光，分别进入主回路和辅回路；主回路光经过起偏器I(21)和光隔离器I(31)，通过2×1耦合器II(42)进入3×3耦合器I(51)后形成两个光回路结构分别形成顺时针回路和逆时针回路；顺时针回路光信号路径为：2×1耦合器V(45)、传感光纤I(61)、法拉第旋转镜FRM I(71)、传感光纤I(61)、2×1耦合器V(45)及延迟光纤I(81)；逆时针回路光信号路径为：经过延迟光纤I(81)、2×1耦合器V(45)、传感光纤I(61)、法拉第旋转镜FRM I(71)、传感光纤I(61)、2×1耦合器V(45)。光信号经由顺时针和逆时针回路后回到3×3耦合器I(51)发生干涉，形成3路干涉光，分别经过2×1耦合器III(43)、2×1经耦合器II(42)和2×1耦合器IV(44)由信号采集装置(9)接收，而后对三路光信号进行解调及分析处理。辅回路光经过起偏器II(22)和光隔离器II(32)，通过2×1耦合器VI(46)进入3×3耦合器II(52)后形成两个光回路结构分别形成顺时针回路和逆时针回路；顺时针回路光信号路径为：2×1耦合器IX(49)、传感光纤II(62)、延迟光纤III(83)、法拉第旋转镜FRM II(72)、延迟光纤III(83)、传感光纤II(62)、2×1耦合器IX(49)及延迟光纤II(82)；逆时针回路光信号路径为：经过延迟光纤II(82)、2×1耦合器IX(49)、传感光纤II(62)、延迟光纤III(83)、法拉第旋转镜FRMII(72)、延迟光纤III(83)、传感光纤II(62)、2×1耦合器IX(49)；光信号经由顺时针和逆时针回路后回到3×3耦合器II(52)发生干涉，形成3路干涉光，分别经过2×1耦合器VII(47)、2×1耦合器VI(46)和2×1耦合器VIII(48)由信号采集装置(9)接收，而后对三路光信号进行解调及分析处理。