浅谈通信光缆预警系统在杭嘉线管道安全防范中的应用
摘 要：全文介绍了在长输管道同沟敷设光缆的方式进行数据通信时，选取光缆中3芯单模光纤，构成分布式光纤微振动传感器检测管道沿线的振动信号，可以有效地实现管道周围险情的预警和定位，文章阐述了预警系统的原理和在杭嘉线工程试验段的应用。
关键词：光纤；传感器；预警；定位
1 概述
长输油气管道担负着我国能源生命线的重要作用，但是管道沿线的非法施工容易造成管道的破坏，由于地方经济发展较快，长输管道沿线第三方活动愈加频繁，管道保护及巡检工作难度加大，所以实时的防护、预警变得极为重要。提取通信光缆的3芯，在站场两端加控制器，光缆沿线不需要任何有源器件的情况下可提供长距离的安全预警监控。可以检测出长距离光缆沿线的震动信息的光纤分布式传感技术取得了较大的发展。当某段光缆附近出现自然灾害、施工作业等产生震动的信息时，光纤传感设备可以提供告警信息至控制中心，实现险情的预警和有效定位，及时告知线路维护人员采取有效措施，快速找到事故发生地，防止或及时修护光缆和管道，保证管道安全和通信畅通。
2 系统原理及构成
2.1 系统目的
通过光纤微振动预警系统可以实现对地下管线由第三方施工导致的泄露，人为钻孔盗油以及管线腐蚀老化泄露的实时在线监测。在探测微振动信号的基础上做出报警事件的判断，同时实现预警定位，最终实现预先报警。
2.2 系统原理
利用与管道同沟敷设的光缆作为分布式土壤振动检测传感器，部分纤芯用于信号传输，部分纤芯作为安全防范应用中的传感器。对油气管道沿线的土壤振动情况实时长距离连续实时监测。通过报警控制器的特殊算法和分析处理，实现报警及定位功能。
光纤微振动预警系统基于激光干涉原理，能够对微米量级的光缆形变进行准确测量，同时在振动波形测量的基础上进行对振动的实时定位。如图2 所示，外界振动会使在光缆中传输的光波的传输相位发生变化，从而导致干涉特性的改变。通过检测干涉信号可以得到外界振动信号，通过对振动信号的波形进行分析可以做出报警判断，同时通过定位算法可以得到振动位置，并实时显示在系统软件界面上，同时给出报警点位的GPS坐标，实现报警事件的定位。
如图3所示，光源LD发出的激光经过偏振控制器A，在2x2耦合器B、D分成两束在光纤中传播，在耦合器C耦合发生干涉，通过光纤将耦合过的光传回探测器PD1、PD2。当传感光纤附近发生振动，该处的光信号产生光程差，造成...
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