本实用新型专利技术公开了一种基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统，包括激光器、第一光探测器、第二光探测器、第三光探测器、3×3光纤耦合器、第一FRM和第二FRM，激光器、第二光探测器通过光纤环形器与3×3光纤耦合器的第一路输入端相连接，第一光探测器、第三光探测器分别与3×3光纤耦合器的第二、三路输入端相连接，3×3光纤耦合器的第一路输出端通过传感光纤与第一FRM相连接，3×3光纤耦合器的第二路输出端通过光纤参考臂与第二FRM相连接。本实用新型专利技术避免了繁琐昂贵的硬件装置，也规避了白光干涉仪定位技术的灵敏度和陷波点混叠的两难问题，插入损耗较小，适合长距离、大范围输油气管线安全预警，具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统，包括激光器、第一光探测器、第二光探测器、第三光探测器、3×3光纤耦合器、第一FRM和第二FRM，激光器、第二光探测器通过光纤环形器与3×3光纤耦合器的第一路输入端相连接，第一光探测器、第三光探测器分别与3×3光纤耦合器的第二、三路输入端相连接，3×3光纤耦合器的第一路输出端通过传感光纤与第一FRM相连接，3×3光纤耦合器的第二路输出端通过光纤参考臂与第二FRM相连接。本技术避免了繁琐昂贵的硬件装置，也规避了白光干涉仪定位技术的灵敏度和陷波点混叠的两难问题，插入损耗较小，适合长距离、大范围输油气管线安全预警，具有良好的应用前景。【专利说明】基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统
本技术涉及一种基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统，属于输油 气管线安全预警
。
技术介绍
随着我国经济的日益发展，管道安全尤其是输油气管线是在这几年得到重要关注 的一个细分领域，若输油气管线的破裂泄漏，会导致居民生活遭受巨大的影响；若是输油气 管线遭受破坏，则带来巨大的安全隐患，并造成不可估量的经济损失。 众所周知，现有技术的报警监控系统大多由多路通道支持，而这种系统是需要通 过每个不同通道的软件去控制各自的通道，从技术层面来看太过于繁琐，实施起来也比较 麻烦，而且建立和维护的成本也都比较高，不适合在输油气管线这种长距离、易燃易爆的场 合下应用。 伴随着光纤传感技术的出现，Mach-Zehnder干涉技术、白光干涉技术等众多光纤 传感技术开始在管道安防这个领域得到应用，另外，还有一些将多种干涉仪结合在一起的 技术，如Sagnac和Mach-Zehnder、Sagnac和Sagnac，国外目前针对光纤安防报警技术的研 究也很多，也主要是基于Sagnac、MZ干涉类的光纤围栏报警技术研究，鲜有在管道安全监 测上的应用。 由于各自技术理论先天的一些局限，以Mach-Zehnder干涉定位技术和光纤白光 干涉仪的陷波点定位技术为例，Mach-Zehnder干涉定位技术必须采用高速率的同步采集装 置，成本较高，且随着监测距离的增加到一定距离后成本急剧增加；而光纤白光干涉仪陷波 点定位技术由于存在延迟光纤环，而延迟光纤环本身也会产生陷波点，在长距离定位过程 中易导致陷波点混叠干扰现象，而通过减少延迟光纤环长度来解决混叠问题又会降低系统 的灵敏度。 以上各种技术始终不能将管道安防提升到一个良好的应用高度，市场上仍缺乏一 种行之有效的管道安防类技术产品，鉴于上述问题，开发一种简单、成本低的光纤定位型的 输油气管线安全监测方法势在必行。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有市场上仍缺乏一种行之有效的管道安防类技术产 品。本技术的基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统，避免了繁琐昂贵的硬 件装置，同时也规避了白光干涉仪定位技术的两难问题，插入损耗较小，适合长距离、大范 围输油气管线安全预警，监测距离可达150km，具有良好的应用前景。 为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案是： -种基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统，其特征在于：包括 激光器、第一光探测器、第二光探测器、第三光探测器、3X3光纤耦合器和第一传 感光纤终端FRM和第二传感光纤终端FRM，所述激光器与第二光探测器通过光纤环形器与 3X 3光纤耦合器的第一路输入端相连接，所述第一光探测器、第三光探测器分别与3X 3光 纤奉禹合器的第二、三路输入端相连接，所述3X3光纤稱合器的第一路输出端通过传感光纤 与第一传感光纤终端FRM相连接，所述3 X 3光纤耦合器的第二路输出端通过光纤参考臂与 第二传感光纤终端FRM相连接。 前述的基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统，其特征在于：所述传感 光纤沿输油气管线的传输方向分布。 前述的基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统，其特征在于：所述第一 传感光纤终端FRM和第二传感光纤终端FRM均为法拉第旋转反射镜。 本技术的有益效果是：本技术的基于分布式光纤传感的输油气管线安全 监测系统，避免了繁琐昂贵的硬件装置，同时也规避了白光干涉仪定位技术的两难问题，插 入损耗较小，适合长距离、大范围输油气管线安全预警，监测距离可达150km，具有良好的应 用前景。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测方法的系统框 图。 图2是本技术的基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统的流程图。 【具体实施方式】 下面将结合说明书附图，对本技术作进一步说明。以下实施例仅用于更加清 楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。 如图1所示，本技术的基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统，包 括激光器、第一光探测器（光探测器1)、第二光探测器（光探测器2)、第三光探测器（光探 测器3)、3 X 3光纤稱合器（coupler)、第一传感光纤终端FRM(第一 FRM)和第二传感光纤终 端FRM(第二FRM)，激光器、第二光探测器通过光纤环形器M与3X3光纤稱合器的第一路 输入端相连接，第一光探测器、第三光探测器分别与3X3光纤耦合器的第二、三路输入端 相连接，3 X 3光纤耦合器的第一路输出端通过传感光纤与第一传感光纤终端FRM相连接， 3 X 3光纤耦合器的第二路输出端通过光纤参考臂与第二传感光纤终端FRM相连接，其中传 感光纤沿输油气管线的传输方向分布；第一传感光纤终端FRM和第二传感光纤终端FRM均 为法拉第旋转反射镜。 基于上述的分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统的监测方法，避免了繁琐 昂贵的硬件装置，同时也规避了白光干涉仪定位技术的两难问题，插入损耗较小，适合长距 离、大范围输油气管线安全预警，监测距离可达150km，如图2所示，具体包括以下步骤， 步骤（1)，通过3 X 3光纤耦合器构建迈克尔逊光纤干涉仪，得到输油气管线上三 路干涉信号，相邻的两路干涉信号之间存在2 π /3的固定相位差； 步骤（2)，利用三路干涉信号，解调出扰动引起的干涉光相位Λ Φ⑴，过程为， (1)设扰动Φ (t)为单频正弦函数，如公式（1)所示， φ (t) = Φ 〇sin ω (t) (I) 其中，ΦC1是指扰动引起的光相位变化幅值；ω是指扰动频率； (2)根据公式（2)，计算扰动引起的干涉光相位Λ φ (t)， 【权利要求】1. 基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统，其特征在于：包括激光器、第一 光探测器、第二光探测器、第三光探测器、3X3光纤耦合器、第一传感光纤终端FRM和第二 传感光纤终端FRM，所述激光器与第二光探测器通过光纤环形器与3 X 3光纤耦合器的第一 路输入端相连接，所述第一光探测器、第三光探测器分别与3X3光纤耦合器的第二、三路 输入端相连接，所述3X3光纤耦合器的第一路输出端通过传感光纤与第一传感光纤终端 FRM相连接，所述3X3光纤耦合器的第二路输出端通过光纤参考臂与第二传感光纤终端 F本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于分布式光纤传感的输油气管线安全监测系统，其特征在于：包括激光器、第一光探测器、第二光探测器、第三光探测器、3×3光纤耦合器、第一传感光纤终端FRM和第二传感光纤终端FRM，所述激光器与第二光探测器通过光纤环形器与3×3光纤耦合器的第一路输入端相连接，所述第一光探测器、第三光探测器分别与3×3光纤耦合器的第二、三路输入端相连接，所述3×3光纤耦合器的第一路输出端通过传感光纤与第一传感光纤终端FRM相连接，所述3×3光纤耦合器的第二路输出端通过光纤参考臂与第二传感光纤终端FRM相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴东方，
申请(专利权)人：苏州光蓝信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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