[发明专利]管道安全预警系统和方法

权利要求书

1.一种管道安全预警系统，所述系统包括：

第一激光器，用于提供第一激光；

光纤干涉仪，用于接收所述第一激光，并产生第一干涉光波和第二干涉光波；

光电转换模块，用于将所述第一干涉光波和所述第二干涉光波转换为第一电信号和第二电信号；

其特征在于，所述系统还包括：

沿管道铺设的第一光纤；

脉冲激光产生装置，用于提供脉冲激光；

耦合模块，用于将所述脉冲激光输入所述第一光纤，并输出所述脉冲激光在所述第一光纤中传输时产生的后向相干瑞利散射光；

光电探测器，用于对所述相干瑞利散射光进行光电转换，得到第三电信号；

处理模块，用于对所述第三电信号进行处理，得到第一混合振动信号序列，所述第一混合振动信号序列是一个相位变化扰动的序列；根据所述第一电信号和所述第二电信号，得到第二混合振动信号序列；根据所述第一混合振动信号序列扰动的强度，确定不同扰动位置的振源，得到振源的个数及不同振源的位置；根据所述振源的个数及不同振源的位置，将所述第二混合振动信号序列分为不同振源产生的振动信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脉冲激光产生装置包括第二激光器和声光调制器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脉冲激光产生装置包括脉冲激光器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述耦合模块为耦合器或环行器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

掺铒光纤放大器，用于对所述脉冲激光进行能量放大，所述掺铒光纤放大器设于所述脉冲激光产生装置和所述耦合模块之间。

6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述光纤干涉仪为马赫-曾德光纤干涉仪，所述马赫-曾德光纤干涉仪包括：

第一合分波器和第二合分波器，设于所述第一合分波器和所述第二合分波器之间且沿管道铺设的第二光纤、第三光纤和第四光纤。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

设于所述第一激光器和所述第一合分波器之间的偏振调制器，以及设于所述偏振调制器和所述处理模块之间的偏振控制器。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

与所述第二光纤串联的第一相位调制器、与所述第三光纤串联的第二相位调制器、与所述处理模块连接的相位控制器，所述相位控制器与所述第一相位调制器和所述第二相位调制器中的一个电连接，所述偏振控制器与所述第一相位调制器和所述第二相位调制器中的另一个电连接。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一激光器为连续单色激光器。

10.一种管道安全预警方法，其特征在于，所述方法包括：

提供第一激光；

采用光纤干涉仪接收所述第一激光，并产生第一干涉光波和第二干涉光波；

将所述第一干涉光波和所述第二干涉光波转换为第一电信号和第二电信号；

根据所述第一电信号和所述第二电信号，得到第二混合振动信号序列；

将脉冲激光输入沿管道铺设的第一光纤，并输出所述脉冲激光在所述光纤中传输产生的后向相干瑞利散射光；

对所述相干瑞利散射光进行光电转换，得到第三电信号；

对所述第三电信号进行处理，得到第一混合振动信号序列，所述第一混合振动信号序列是一个相位变化扰动的序列；

根据所述第一混合振动信号序列扰动的强度，确定不同扰动位置的振源，得到振源的个数及不同振源的位置；

根据所述振源的个数及不同振源的位置，将所述第二混合振动信号序列分为不同振源产生的振动信号。