Mach-Zehnder干涉仪在石油管道监控中的应用

摘要

双向Mach-Zehnder干涉型分布式光纤传感器以其抗电磁干扰强、防腐蚀性能好、敏感度高以及灵活多样性等优点赢得了安全监控系统领域的广泛关注。同时随着石油工业的高速发展，石油管道的安全问题也受到了越来越多的重视，Mach-Zehnder干涉仪在石油工业中的应用主要是对覆盖区域非常广阔的石油管道的监控，分别为防偷盗以及防泄漏。
　　本文首先研究了双向Mach-Zehnder干涉仪的研究现状和原理，光纤干涉技术就是以敏感光纤为相位调制元件，把敏感光纤置于被测场中，利用被测量对敏感光纤的作用，使得光纤中光波相位发生变化，从而将信号传回检测端进行实时监控。分析了整个双向Mach-Zehnder干涉型分布式光纤传感系统的各部分组成及其应用技术进行，该系统包括光源发生部分、信号产生部分、光信号探测及转换部分、信号滤波放大部分、信号采集部分、信号解调部分和系统定位部分。并详细分析了信号的调制原理和解调的方法，以及信号识别技术和信号定位的方法。
　　其次研究了双向Mach-Zehnder干涉型分布式光纤传感系统信号的偏振衰落现象及相位噪声，得出了信号的偏振态变化所引起的偏振衰落和相移噪声对信号光强度的具体影响关系式，以及耦合器分光比的非理想性对三路信号的影响。
　　最后对整个系统在实验室条件下进行了模拟实验，模拟了三种信号情况：
　　1、人走动产生的振动信号；
　　2、偷盗行为产生的振动信号；
　　3、石油管道发生漏油情况时产生的振动信号。
　　在此基础上得出了实验数据并进行了事件的识别，完成了整个系统的一个整体模拟，从实验结果可以得出双向Mach-Zehnder干涉型分布式光纤传感器非常适用于石油管道的监控系统的结论。所以我相信在以后的发展中它能够越来越受到关注，并能够被运用于我们生活中的更多领域。