[發明專利]一種光纖管線監控系統

有效

• 申請號: 200810034324.1
• 申請日: 2008-03-06
• 公開（公告）號: CN101242224A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 吳紅艷;唐璜;肖倩;賈波
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04B10/08
• 分類號: H04B10/08;H04B10/12
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

1、一種光纖管線監控系統，其特征在于包括：光發射模塊、光干涉模塊、監控線路、調制模塊、光接收模塊和信號處理模塊；其中，光發射模塊(1)依次與光干涉模塊(13)、光接收模塊(11)和信號處理模塊(12)連接；光干涉模塊(1)還依次與監控線路(14)和調制模塊(15)連接；其中：

光發射模塊(1)用于發出穩定的寬光譜激光，并根據系統狀態人工調節穩定光源。穩定光源選用工作波長為1.31μm或1.55μm的超輻射發光二極管激光器；

光干涉模塊(13)由第一光纖耦合器(2)、第一延遲光纖(3)、第二光纖耦合器(4)連接組成，其作用是將光發射模塊(1)的寬光譜激光進行分光、延時控制處理，生成具有一定相位差的兩路干涉光，通過監控線路(14)向末端調制模塊(15)進行傳輸，并接收由末端調制模塊(15)反射回來的攜帶有擾動源物理特征的光信號，經逆向分光、延時控制處理，形成干涉信號光輸出；

監控線路(14)為單芯光纖，在第二光纖耦合器(4)的端口g和第三光纖耦合器(5)的端口h之間，線路上每一點均可作為一監控單元進行傳感監測；

調制模塊(15)由第三光纖耦合器(5)、第一相位調制器(7)、第一法拉第旋轉鏡(9)、第二光纖延遲器(6)和第二相位調制器(8)、第二法拉第旋轉鏡(10)連接組成；其作用是將外界振動信號調制到不同的載波頻段上；

光接收模塊(11)的主要器件是利用光電效應把光信號轉變為電信號的光電檢測器，其作用是檢測經過傳輸后的微弱光信號，并放大、整形、再生成原傳輸信號。

2、根據權利要求1所述的光纖管線監控系統，其特征在于，其光路結構如下：設第二光纖耦合器(4)的端口g離法拉第旋轉鏡(9)的距離為L，離第二法拉第旋轉鏡(10)的距離為L+l，l為第二光纖延遲線(6)的長度；光纖管線監控系統檢測作用在長度為L的傳感光纖上的振動信號的光路是：光發射模塊(1)通過第一光纖耦合器(2)的端口a，光被第一光纖耦合器(2)分光，第一光纖耦合器(2)的端口c的分光經過第一光纖延遲線(3)，再經過第二光纖耦合器(4)的端口e，從端口g出來經過擾動點D，然后通過第三光纖耦合器(5)的端口h，并從端口i出來經過第一相位調制器(7)，被末端的第一法拉第旋轉鏡(9)反射，反饋光再通過第一相位調制器(7)，從第三光纖耦合器(5)的端口i回到端口h，經過監控光纖后回到第二光纖耦合器(4)的端口g，并從端口f出來回到第一光纖耦合器(2)的端口d；第一光纖耦合器(2)的端口d的分光經過第二光纖耦合器(4)的端口f，從端口g出來經過擾動點D，之后通過第三光纖耦合器(5)的端口h，并從端口i出來經過第一相位調制器(7)，被末端的第一法拉第旋轉鏡(9)反射，反饋光通過第一相位調制器(7)，從第三光纖耦合器(5)的端口i經監控線路回到第二光纖耦合器(4)的端口g，并從端口e出來經過第一光纖延遲線(3)，最后回到第一光纖耦合器(2)的端口c，兩光束在第一光纖耦合器(2)中形成攜帶有擾動源物理特征的干涉光信號，該信號被光接收模塊(11)接收；

系統檢測作用在長度為L+l的傳感光纖上的振動信號的光路是：光發射模塊(1)通過第一光纖耦合器(2)的端口a，光被第一光纖耦合器(2)分光，第一光纖耦合器(2)端口c的分光經過第一光纖延遲線(3)，再經過第二光纖耦合器(4)的端口e，從端口g出來經過擾動點D，之后通過第三光纖耦合器(5)的端口h，并從端口j出來經過第二光纖延遲線(6)，并經過第二相位調制器(8)，被末端的第二法拉第旋轉鏡(10)反射，反饋光再通過第二相位調制器(8)及第二光纖延遲線(6)，從第三光纖耦合器(5)的端口j回到端口h，經過監控光纖后回到第二光纖耦合器(4)的端口g，并從端口f出來回到第一光纖耦合器(2)的端口d；第一光纖耦合器(2)的端口d的分光經過第二光纖耦合器(4)的端口f，從端口g出來經過擾動點D，之后通過第三光纖耦合器(5)的端口h，并從端口j出來經過第二光纖延遲線(6)，并經過第二相位調制器(8)，被末端的第二法拉第旋轉鏡(10)反射，反饋光通過第二相位調制器(8)及第二光纖延遲線(6)，從第三光纖耦合器(5)的端口j經監控線路回到第二光纖耦合器(4)的端口g，并從端口e出來經過第一光纖延遲線(3)，最后回到第一光纖耦合器(2)的端口c，兩光束在第一光纖耦合器(2)中形成攜帶有擾動源物理特征的干涉光信號，該信號被光接收模塊(11)接收。

3、根據權利要求1所述的光纖管線監控系統，其特征在于系統中光纖耦合器與光纖的連接、光纖之間的連接方式是熔接方式連接，光發射模塊與干涉模塊的連接方式是FC/PC跳線連接，干涉模塊與光接收模塊的連接方式也是FC/PC跳線連接。