基于混合干涉型分布式光纤的水下长输管道泄漏检测装置

摘要

本发明公开了一种基于混合干涉型分布式光纤的水下长输管道泄漏检测装置，包括光纤感测系统、信号解调系统、信号处理与通信系统、人机交互系统；光纤感测系统的低同调长度高功率光源、光环形器、第一耦合器、延迟光纤、第二耦合器、感测光纤、法拉第旋转镜、相位调制器构成Sagnac/Mach-Zehnder混合型干涉仪，干涉仪输出的光信号经信号解调系统转换为电信号并被解调，然后传输至信号处理与通信系统，通过DSP处理器进行信号处理并确定泄漏点位置信息，再通过3G模块与人机交互系统通信，最终在人机交互系统显示监测信息；本装置可实时检测水下长输管道沿线泄漏状况，具有很高的灵敏度和定位精度。

主权项

一种基于混合干涉型分布式光纤的水下长输管道泄漏检测装置，其特征在于，它包括：光纤感测系统（1）、信号解调系统（2）、信号处理与通信系统（3）和人机交互系统（4）；其中，光纤感测系统（1）包括：低同调长度高功率光源（5）、光环形器（8）、第一耦合器（10）、延迟光纤（11）、相位调制器（12）、第二耦合器（13）、感测光纤（14）和法拉第旋转镜（15）；信号解调系统（2）包括：光电探测器（16）、第一混频模块（17）、第二混频模块（18）、第一低通滤波器（19）、第二低通滤波器（20）、第一运算放大器（21）、第二运算放大器（22）、第一微分交叉相乘模块（23）、第二微分交叉相乘模块（24）、减法器（25）和积分器（26）；信号处理与通信系统（3）主要由DSP处理器（27）、串口（28）和第一3G模块（29）依次相连组成；人机交互系统（4）主要由第二3G模块（30）和计算机（31）相连组成；低同调长度高功率光源（5）通过第一单模光纤（6）与光环行器（8）的一个端口连接，光电探测器（16）通过第三单模光纤（7）与光环行器（8）同侧的另一个端口连接，光环行器（8）异侧的端口通过第二单模光纤（9）与第一耦合器（10）的一个端口连接，第一耦合器（10）异侧的两个端口分别通过延迟光纤（11）和相位调制器（12）与第二耦合器（13）的一侧的两个端口连接，第二耦合器（13）异侧的一个端口通过感测光纤（14）与法拉第旋转镜（15）连接； 光电探测器（16）分别与第一混频模块（17）和第二混频模块（18）连接，第一混频模块（17）、第一低通滤波器（19）、第一运算放大器（21）和第一微分交叉相乘模块（23）依次相连，第二混频模块（18）、第二低通滤波器（20）、第二运算放大器（22）和第二微分交叉相乘模块（24）依次相连，第一微分交叉相乘模块（23）和第二微分交叉相乘模块（24）分别与减法器（25）相连，减法器（25）与积分器（26）相连，积分器（26）与DSP处理器（27）连接，第一3G模块（29）与第二3G模块（30）相连。