基于3×3耦合器的环型Sagnac干涉仪管道监测系统实验研究

利用基于3×3耦合器的Sagnac光纤干涉仪分布式 光纤振动传感器,构建管道安全监测系统,实现对长距离输油气 管道沿线进行实时安全监测,判断管道沿线是否有威胁管道安全的行为发生并进 行定位。监测系统采用环型结构 Sagnac光纤干涉仪,利用3×3耦合器对光信号相位有调制作用的特点,无需进行特定的相位 调制和解调,优化了光路,提 高了信号处理精度。给出了光波的相位调制和理想状态下外扰动行为的定位表达式,阐述了 系统的工作和定位原理。根据 光路设计和定位理论建立了Sagnac环型结构实时监测实验系统,开发了监测系统实验软 件,利用选定的扰动信号源, 通过外扰动行为产生的不同频率扰动信号对光信号产生调制,并对所接收的干涉光信号进行 分析和定位的实验研究,实验结果表明,对100～500Hz的外扰动信 号,定位计算结果最大相对误差为1.23%。本文构建的管道监测系 统 不仅能迅速地监测到高频的外扰动信号,还能有效地监测到低频的外扰动信号,为管道沿 线进行实时安全监测和对扰动位置的实时定位提供有效的技术保障。