[发明专利]基于3×3耦合器的直线型Sagnac管道安全监测系统

权利要求书

1.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。

2.根据权利要求1所述的基于3×3耦合器的直线型Sagnac管道安全监测系统，其特征在于：主回路传感光纤I(61)沿被监测管道径向方向铺设，并在监测终端放置法拉第旋转镜FRM I(71)以形成直线型结构；辅回路传感光纤II(62)沿被监测管道径向方向铺设，并在监测终端经过延迟光纤III(83)后放置法拉第旋转镜FRM II(72)以形成直线型结构；传感光纤I(61)和传感光纤II(62)需并行粘贴在一起以保证对同一信号源出于相同的监测条件。此监测系统上主、下辅两个回路对同一管道进行安全监测，无需单独的相位调制器，简化光路结构，消除监测系统产生的信号衰减现象和存在的互易效应，避免解调处理时部分光信号的丢失，降低偏振态影响，扩大可监测的频率范围，提高监测精度和定位效果。