CN1995935A - 用于输油管线的光纤安全防范系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于输油管线的光纤安全防范系统，由萨格奈克/马赫－泽德混合干涉仪型分布式光纤振动传感器、控制器和振动识别装置组成，所述振动识别装置由信息采集单元、定位解析单元、强度分析单元、强度阈值判定单元、报警单元、频率分析单元、特征匹配单元和不报警处理单元构成；本发明传感器输出解调处理后的振动信息φ_MZ(t)和振动点位置信息φ_S(t)，然后为相位调制器9提供相位载波信号M。本发明光纤安全防范系统通过对输油管线附近环境内的机械振动进行敏感和定位，然后进行自动识别，判断输油管线是否遭到破坏，然后进行报警处理。该系统对由于输油管线遭到破坏引起的机械振动，可以自动完成传感、定位、分析、识别和报警的全过程，可实现输油管线的自动安全防范。

Description

用于输油管线的光纤安全防范系统

技术领域

本发明涉及一种安全防范系统，更具体的说，是指一种采用萨格奈克/马赫-泽德混合干涉仪型分布式光纤振动传感器来传输信息的应用于输油管线的光纤安全防范系统。

背景技术

“安全防范”是公安保卫系统的专门术语，是指以维护社会公共安全为目的，防入侵、防被盗、防破坏、防火、防暴和安全检查等措施。为了达到防入侵、防盗、防破坏等目的，采用以电子技术、传感器技术和计算机技术为基础的安全防范技术器材和设备构成一个系统，即安全防范系统。

安全防范系统通常由探测器、信号传输信道和控制器组成。探测器是用来探测入侵者移动或其他动作的由电子及机械部件组成的装置，通常由传感器和前置信号处理电路两部分组成。根据不同的防范场所，可以选用气压、温度、振动、幅度等传感器来探测和预报各种危险情况。前置信号处理电路将传感器输出的电信号放大处理后变成信道中传输的电信号，此信号常称为探测电信号。信号传输信道通常分为有线信道和无线信道。有线信道常采用双绞线、电力线、电话线、电缆或光缆传输探测电信号，而无线信道则是将探测电信号调制到规定的无线电频段上，用无线电波传输探测电信号。控制器通常由信号处理器和告警装置组成。由有线或无线信道送来的探测电信号经信号处理器作深入处理，以判断“有”或“无”危险信号，从而决定是否发出报警信号，以便采取相应措施。

安全防范系统，按照传感器类型可以分为：开关、震动、超声、次声、红外、微波、激光、视频、烟感和温感等传感类型；按照工作方式可分为：主动和被动工作类型；按照警戒范围可以分为：点、线、面和空间探测类型。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于输油管线的光纤安全防范系统，该系统通过对输油管线附近环境内的机械振动进行敏感和定位，然后进行自动识别，判断输油管线是否遭到破坏，然后进行报警处理。该系统对由于输油管线遭到破坏引起的机械振动，可以自动完成传感、定位、分析、识别和报警的全过程，可实现输油管线的自动安全防范。该系统采用萨格奈克/马赫-泽德(Mach-Zehnder)混合干涉仪型分布式光纤振动传感器进行振动传感，并且采用幅度对比技术进行振动定位。该系统采用基于振动信号的频率特征和强度特征的振动识别装置，对得到的振动信号进行实时分析、识别和判断报警。

本发明的光纤安全防范系统由控制器和萨格奈克/马赫-泽德(Mach-Zehnder)混合干涉仪型分布式光纤振动传感器组成。其中，分布式光纤振动传感器输出机械振动信号和定位位置信息给控制器。

本发明所述的控制器包括有计算机和振动识别装置，振动识别装置存储于计算机内。振动识别装置由信息采集单元、定位解析单元、强度分析单元、阈值判定单元、报警单元、频率分析单元、特征匹配单元和不报警处理单元构成。

本发明光纤安全防范系统的优点在于：(1)可以对长距离石油输油管线(0.5～50公里)进行安全防范，对振动点P进行定位，定位精度为50～100米；(2)采用的传感部件为无源的光纤光缆，系统的功耗较低；(3)传感光缆埋设于石油输油管线附近，具有良好的隐蔽性；(4)采用消偏结构的萨格奈克干涉仪提高了测量精度；(5)采用基于振动的强度特征和频率特征的识别技术，可以自动完成分析、识别和报警的任务。

附图说明

图1是本发明光纤安全防范系统结构简图。

图2是本发明振动识别装置的结构简图。

图3是本发明分布式光纤振动传感器的定位原理简图。

图中：1.超窄线宽激光器    2.第二探测器

3.超辐射发光二极管        4.第一探测器         5.第一消偏器        6.起偏器

7.第二消偏器              8.第三消偏器         9.相位调制器        11.第一耦合器    12.第二耦合器

13.第三耦合器             14.第一波分复用器    15.第二波分复用器

16.第三波分复用器         17.第四波分复用器    18.第四耦合器

19.信号处理电路           20.控制器            21.控制器初始化

22.信息采集单元           23.定位解析单元

24.强度分析单元    25.阈值判定单元

26.报警单元        27.频率分析单元    28.特征匹配单元

29.不报警单元      30.结束

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

请参见图1所示，本发明是一种采用萨格奈克/马赫-泽德混合干涉仪型分布式光纤振动传感器来传输信息，通过控制器20进行振动识别的应用于输油管线的光纤安全防范系统。

在本发明中，萨格奈克/马赫-泽德混合干涉仪型分布式光纤振动传感器，由信号处理电路19、传感光缆(传输光纤L_A、第一敏感光纤L_B、第二敏感光纤L_C)、超窄线宽激光器1、两个探测器(第一探测器4、第二探测器2)、三个消偏器(第一消偏器5、第二消偏器7、第三消偏器8)、四个耦合器(第一耦合器11、第二耦合器12、第三耦合器13、第四耦合器18)、四个波分复用器(第一波分复用器14、第二波分复用器15、第三波分复用器16、第四波分复用器17)、超辐射发光二极管3、起偏器6和相位调制器9组成。

超窄线宽激光器1与第四耦合器18的A端连接有传输光纤L_A(单模光纤或保偏光纤)，第四耦合器18的C端与第三波分复用器16的1550nm传输端熔接，第四耦合器18的D端与第四波分复用器17的1550nm传输端熔接，第三波分复用器16的1310nm传输端与第四波分复用器17的1310nm传输端熔接；

第三波分复用器16的公共端与相位调制器9之间熔接有第一敏感光纤L_B(第一敏感光纤L_B的长度可以为0.5～50公里，第一敏感光纤L_B可以选取单模光纤或保偏光纤)，相位调制器9与第一波分复用器14的公共端熔接，第一波分复用器14的1550nm传输端与第一耦合器11的C端熔接；

第四波分复用器17的公共端与第二波分复用器15的公共端之间熔接有第二敏感光纤L_C(第二敏感光纤L_C的长度可以为0.5～50公里，第二敏感光纤L_C可以选取单模光纤或保偏光纤)，第二波分复用器15的1550nm传输端与第一耦合器11的D端熔接；

第一耦合器11的A端与第二探测器2熔接；

第一波分复用器14的1310nm传输端与第二消偏器7的输出端熔接，第二消偏器7的输入端与第三耦合器13的C端熔接，第三耦合器13的A端与起偏器6的输出端熔接，起偏器6的输入端与第二耦合器12的C端熔接，第二耦合器12的A端与第一消偏器5的输出端熔接，第一消偏器5的输入端与超辐射发光二极管3熔接；

第二耦合器12的B端与第一探测器4熔接；

第二波分复用器15的1310nm传输端与第三消偏器8的输出端熔接，第三消偏器8的输入端与第三耦合器13的D端熔接；

信号处理电路19接收由第一探测器4输出光强电压信号I₁和第二探测器2输出光强电压信号I₂，并对其进行解调处理后输出振动信息φ_MZ(t)和振动点位置信息φ_S(t)，然后为相位调制器9提供相位载波信号M。

在本发明中，第一耦合器11、第二耦合器12、第三耦合器13和第四耦合器18为相同器件，一般有四个连接端，即A端、B端、C端和D端。在实际使用时将A端与B端定义在同一侧，C端与D端在另一侧，当定义A端或B端为输入端时，则C端与D端为输出端，反之亦然。

请参见图1所示，在本发明中，第三波分复用器16、第四波分复用器17和第四耦合器18构成一个波分复用单元，用于实现对光路中传输光的分光，参与构成共用传感光路的混合干涉仪。超窄线宽激光器1、第二探测器2、传输光纤L_A、第一敏感光纤L_B、第二敏感光纤L_C、相位调制器9、第一耦合器11、第一波分复用器14、第二波分复用器15、第三波分复用器16、第四波分复用器17和第四耦合器18构成马赫-泽德干涉仪。超辐射发光二极管3、第一敏感光纤L_B、第二敏感光纤L_C、第一探测器4、第一消偏器5、起偏器6、第二消偏器7、第三消偏器8、相位调制器9、第二耦合器12、第三耦合器13、第一波分复用器14、第二波分复用器15、第三波分复用器16和第四波分复用器17构成萨格奈克干涉仪。

请参见图1所示，在本发明中，传输光纤L_A、第一敏感光纤L_B和第二敏感光纤L_C构成传感光缆。传感光缆铺设于输油管线附近。

请参见图1所示，在本发明中，第一探测器4、第二探测器2、第一消偏器5、第二消偏器7、第三消偏器8、第一耦合器11、第二耦合器12、第三耦合器13、第一波分复用器14、第二波分复用器15、超辐射发光二极管3、起偏器6和相位调制器9构成监控单元，所述监控单元用于产生激光和相位载波，以及对返回光进行分光、干涉和光电转换，实现对传感光缆上的振动信息进行远端监控。

本发明的信号处理电路19对接收的第一探测器4输出的光强电压信号I₁和第二探测器2输出的光强电压信号I₂进行相位载波调制解调(解调方式参见《干涉型光纤水听器相位载波调制及解调方案研究》公开的内容)，经信号处理电路19解调后输出有定位距离的位置信息φ_S(t)，以及机械振动信号φ_MZ(t)。信号处理电路19产生相位载波信号M提供给相位调制器9。

请参见图1所示，本发明光纤安全防范系统由分布式光纤振动传感器和控制器20构成。分布式光纤振动传感器包括波分复用单元、传感光缆、监控单元和信号处理电路。分布式光纤振动传感器的信号处理电路19输出位置信息f₂和机械振动信号f₁给控制器20用于进行振动识别和报警处理。

请参见图2所示，本发明光纤安全防范系统的控制器20包括有计算机(内存128MB以上、硬盘空间600MB以上、操作系统WINDOWS98以上)和振动识别装置，振动识别装置存储于计算机内。振动识别装置由信息采集单元22、定位解析单元23、强度分析单元24、强度阈值判定单元25、报警单元26、频率分析单元27、特征匹配单元28和不报警处理单元29构成。

所述信息采集单元22用于实现对所述传感器中的信号处理电路19输出的机械振动信号φ_MZ(t)和位置信息φ_S(t)进行采集，并将得到的数字信号存贮于振动识别装置中，然后分别传输给定位解析单元23、强度分析单元24和频率分析单元27；

所述定位解析单元23对得到的位置信息φ_S(t)和机械振动信号φ_MZ(t)应用定位式 $z=\frac{1}{2}\·V\·{\mathrm{\φ}}_S\left(t\right)\·\frac{1}{d{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{MZ}}\left(t\right)/\mathrm{dt}}$ 解算，获得作用点P在第一敏感光纤L_B上的位置数据，并将所述位置数据传输给报警单元26用于进行报警处理；式中，V表示光在第一敏感光纤L_B和第二敏感光纤L_C中的光速，dφ_MZ(t)/dt表示相位差φ_MZ(t)对时间t的微分；

所述强度分析单元24对得到的机械振动信号φ_MZ(t)应用振动强度式 $f_1={\∫}_0^T|{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{MZ}}\left(t\right){|}^2\mathrm{dt}$ 解析，获得强度值f₁，并将所述强度值f₁输出给强度阈值判定单元25进行判定，决定是否报警；式中，T表示积分周期；

所述强度阈值判断单元25将强度值f₁与设定阈值f₀进行强度比较f₁-f₀≥0。当振动强度大于阈值时，启动报警单元26；当振动强度小于阈值时，启动不报警单元29；所述设定阈值f₀∈[0，4Tπ²]，

所述报警处理单元26用于进行报警处理；当报警时，报警单元发出声光报警信号，显示输油管线破坏点的具体位置，并且指导值班人员进行处理，同时将报警的时间和破坏点位置记录于文件当中以备查阅。

所述振动频率分析单元27对得到的振动信号进行快速傅立叶变换，获得振动信号的功率谱，同时提取振动信号的功率谱中的功率密度极大点处的频率值f_max输出给特征匹配单元28；

所述频率特征匹配单元28将得到的频率值f_max与特征频率值f₀进行频率对比|f_max-f₀|≤Δf，Δf为阈值：当频率相同时或者接近时，启动报警单元26；当频率不同且频率差超过设定的阈值时，启动不报警单元29；

所述不报警处理单元29用于进行不报警处理，不报警处理单元将振动信号的强度值f₁和频率值f_max记录于数据文件。

下面将对各部件形成的工作模式进行详细说明：

一、萨格奈克/马赫-泽德混合干涉仪型光纤振动传感器工作模式说明

请参见图1所示，本发明的分布式光纤振动传感器中的马赫-泽德干涉仪，从超窄线宽激光器1发射的激光传输方式为：从超窄线宽激光器1发出激光的波长λ₂经过传输光纤L_A传输到3dB第四耦合器18处分光，分出的光分别经过第三波分复用器16和第四波分复用器17进入第一敏感光纤L_B和第一敏感光纤L_C中，然后进入第一波分复用器14和第二波分复用器15，其中波长λ₂的光进入第一耦合器11处发生干涉，由第二探测器2检测。在第一敏感光纤L_B上还包括产生相位载波调制所需载波信号的相位调制器9，构成马赫-泽德干涉仪。其中，第一敏感光纤L_B为马赫-泽德干涉仪一臂，第二敏感光纤L_C为马赫-泽德干涉仪的另一臂。

本发明的分布式光纤振动传感器中的萨格奈克干涉仪，从超辐射发光二极管3发出光的传输方式为：超辐射发光二极管3发出的波长λ₁经过第一消偏器5后进入第二耦合器12后分光，经过起偏器6起偏变成线偏振光，起偏器6输出光经过第三耦合器13处分光，分别进入第二消偏器7和第三消偏器8进行再次消偏，消偏后的光通过第一波分复用器14和第二波分复用器15分别进入第一敏感光纤L_B和第二敏感光纤L_C，由于波分复用器第三波分复用器16和第四波分复用器17的作用，波长λ₁的宽谱光直接返回第一敏感光纤L_B和第二敏感光纤L_C，然后返回至第一波分复用器14和第二波分复用器15处在第二耦合器12处干涉，由第一探测器4进行光电转换，构成萨格奈克干涉仪。

在本发明中构成的萨格奈克干涉仪和马赫-泽德干涉仪，通过第一波分复用器14与第三波分复用器16共用第一敏感光纤L_B，第二波分复用器15与第四波分复用器17共用第二敏感光纤L_C形成了混合干涉仪。

二、光纤安全防范系统工作模式说明

请参见图1所示，当输油管线遭到破坏，布置于输油管线的传感光缆敏感到破坏行为造成的机械振动并转化为其中传播光波的相位变化，波分复用单元和监控单元将光波的相位变化转化为光强电压信号I₁和光强电压信号I₂传送给信号处理电路19，信号处理电路19对光强电压信号I₁和光强电压信号I₂进行处理，得到机械振动信号φ_MZ(t)和位置信息φ_S(t)，传送给控制器20的振动识别装置进行识别和报警处理。

本发明对传感信号的定位是运用了幅度对比定位技术的原理。当机械振动作用于传感光纤时，由于萨格奈克/马赫-泽德混合干涉仪光路中的两个干涉仪共用一个传感光路，机械振动施加于两个干涉仪上造成的相位变化完全相同，而萨格奈克干涉仪的干涉输出存在位置依赖性，进行幅度对比就可以对振动进行定位。

请参见图3所示，图中，点O是本发明的萨格奈克干涉仪的萨格奈克环的中点，点P是机械振动信号φ(t)的作用点，L是萨格奈克环的长度的一半，z是振动作用点p至萨格奈克环中点O的定位距离。当相位变化作用于本发明的萨格奈克干涉仪上，正反两方向传播的光束之间的相位差关系为：

${\mathrm{\φ}}_S\left(t\right)=\mathrm{\φ}(t-\frac{L-z}{V})-\mathrm{\φ}(t-\frac{L+z}{V})---\left(1\right)$

式中，φ_S(t)表示机械振动产生的调制相位φ(t)作用于本发明的萨格奈克干涉仪p点上时的两干涉光束的相位差，V表示光在第一敏感光纤L_B和第二敏感光纤L_C中的光速。

根据泰勒近似，式(1)解析得到：

${\mathrm{\φ}}_S\left(t\right)=[\mathrm{\φ}\left(t\right)-\frac{L-z}{V}\·\frac{\mathrm{d\φ}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}]-[\mathrm{\φ}\left(t\right)-\frac{L+z}{V}\·\frac{\mathrm{d\φ}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}]---\left(2\right)$

式中，

表示机械振动产生的调制相位φ(t)对时间t的微分，

式(2)简化后得到：

${\mathrm{\φ}}_S\left(t\right)=\frac{2z}{V}\·\frac{\mathrm{d\φ}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}---\left(3\right)$

即相位差φ_S(t)与定位距离z成正比。

由于本发明的萨格奈克干涉仪和马赫-泽德干涉仪共用传感光路，故当有同样的机械振动信号φ(t)作用在马赫-泽德干涉仪上时，发生干涉时两光束之间的相位差φ_MZ(t)等于机械振动信号φ(t)，即马赫-泽德干涉仪上的相位差φ_MZ(t)对时间t的微分是 将萨格奈克干涉仪的相位差φ_S(t)除以马赫-泽德干涉仪的时间t微分

可得到定位距离z的位置信息。经实验测试(第一敏感光纤L_B和第二敏感光纤L_C的长度分别为35公里，有振动点时)定位距离z的定位精度为50～100米。

三、振动识别装置工作模式说明

请参见图2所示，本发明的振动识别装置首先进行控制器初始化21，然后启动信息采集单元22采集机械振动信号φ_MZ(t)和位置信息φ_S(t)。信息采集单元22将机械振动信号φ_MZ(t)和位置信息φ_S(t)传送至定位解析单元23进行定位计算，计算的结果传送至报警单元26用于进行报警处理。信息采集单元22将机械振动信号φ_MZ(t)传送至强度分析单元24进行计算，然后将计算的结果f₁传送至阈值判定单元25进行判断。当振动强度超过阈值时，启动报警单元26进行报警处理；当振动强度不超过阈值时，启动不报警单元29进行处理。信息采集单元22将机械振动信号φ_MZ(t)同时传送至频率分析单元27进行快速傅立叶变换，提取的功率谱密度最大处的频率值传送给特征匹配单元28进行特征频率匹配。当频率特征匹配时，启动报警单元26进行报警处理；当频率特征不匹配时，启动不报警单元29进行处理。当报警单元26和不报警单元29处理结束后，振动识别过程结束30。

本发明光纤安全防范系统采用分布式光纤振动传感器对输油管线遭到破坏导致的机械振动进行敏感，同时采用基于计算机的振动自动识别算法软件对得到的振动信号进行识别和判断，然后进行报警处理。与传统安全防范系统相比，光纤安全防范系统属于非破坏性的安全防范系统，不仅具有灵敏度高、抗电磁干扰、隐蔽性强等优点，还具有功耗低、寿命长等优点。光纤安全防范系统可以长时间不间断的工作，自动完成振动传感、定位、分析、识别和报警的全过程。

本发明光纤安全防范系统可以应用于长距离的输油管线的安全防范，还可以应用于通信光缆，机场周界等目标的安全防范。

Claims (7)

1、一种用于输油管线的光纤安全防范系统，包括有控制器(20)、传感器；所述控制器(20)由一公知计算机和振动识别装置组成，振动识别装置存储于计算机内，其特征在于：

所述传感器为萨格奈克/马赫—泽德混合干涉仪型分布式光纤振动传感器，用于输出机械振动信号φ_MZ(t)和有定位距离Z的位置信息φ_S(t)给所述控制器(20)的振动识别装置；

所述振动识别装置由信息采集单元(22)、定位解析单元(23)、强度分析单元(24)、强度阈值判定单元(25)、报警单元(26)、频率分析单元(27)、特征匹配单元(28)和不报警处理单元(29)构成；

所述信息采集单元(22)用于实现对所述传感器中的信号处理电路(19)输出的机械振动信号φ_MZ(t)和位置信息φ_S(t)进行采集，并将得到的数字信号存贮于振动识别装置中，然后分别传输给定位解析单元(23)、强度分析单元(24)和频率分析单元(27)；

所述定位解析单元(23)对得到的位置信息φ_S(t)和机械振动信号φ_MZ(t)应用定位式 $z=\frac{1}{2}\·V\·{\mathrm{\φ}}_S\left(t\right)\·\frac{1}{d{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{MZ}}\left(t\right)/\mathrm{dt}}$ 解算，获得作用点P在第一敏感光纤L_B上的位置数据，并将所述位置数据传输给报警单元(26)用于进行报警处理；式中，V表示光在第一敏感光纤L_B和第二敏感光纤L_C中的光速，dφ_MZ(t)/dt表示相位差φ_MZ(t)对时间t的微分；

所述强度分析单元(24)对得到的机械振动信号φ_MZ(t)应用振动强度式 $f_1={\∫}_0^T|{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{MZ}}\left(t\right){|}^2\mathrm{dt}$ 解析，获得强度值f₁，并将所述强度值f₁输出给强度阈值判定单元(25)进行判定，决定是否报警；式中，T表示积分周期；

所述强度阈值判断单元(25)将强度值f₁与设定阈值f₀进行强度比较f₁-f₀≥0。当振动强度大于阈值时，启动报警单元(26)；当振动强度小于阈值时，启动不报警单元(29)；所述设定阈值f₀∈[0，4Tπ²]，

所述报警处理单元(26)用于进行报警处理；

所述振动频率分析单元(27)对得到的振动信号进行快速傅立叶变换，获得振动信号的功率谱，同时提取振动信号的功率谱中的功率密度极大点处的频率值f_max输出给特征匹配单元(28)；

所述频率特征匹配单元(28)将得到的频率值f_max与特征频率值f₀进行频率对比|f_max-f₀|≤Δf，Δf为阈值：当频率相同时或者接近时，启动报警单元(26)；当频率不同且频率差超过设定的阈值时，启动不报警单元(29)；

所述不报警处理单元(29)用于进行不报警处理，不报警处理单元将振动信号的强度值f₁和频率值f_max记录于数据文件。

2、根据权利要求1所述的用于输油管线的光纤安全防范系统，其特征在于：所述分布式光纤振动传感器，包括有信号处理电路(19)、传感光缆、超窄线宽激光器

(1)、第二探测器(2)、超辐射发光二极管(3)、第一探测器(4)、第一消偏器(5)、起偏器(6)、第二消偏器(7)、第三消偏器(8)、相位调制器(9)、第一耦合器(11)、第二耦合器(12)、第三耦合器(13)、第四耦合器(18)、第一波分复用器(14)、第二波分复用器(15)、第三波分复用器(16)和第四波分复用器(17)；

超窄线宽激光器(1)与第四耦合器(18)的A端连接有传输光纤L_A，第四耦合器(18)的C端与第三波分复用器(16)的1550nm传输端熔接，第四耦合器(18)的D端与第四波分复用器(17)的1550nm传输端熔接，第三波分复用器(16)的1310nm传输端与第四波分复用器(17)的1310nm传输端熔接；

第三波分复用器(16)的公共端与相位调制器(9)之间熔接有第一敏感光纤L_B，相位调制器(9)与第一波分复用器(14)的公共端熔接，第一波分复用器(14)的1550nm传输端与第一耦合器(11)的C端熔接；

第四波分复用器(17)的公共端与第二波分复用器(15)的公共端之间熔接有第二敏感光纤L_C，第二波分复用器(15)的1550nm传输端与第一耦合器(11)的D端熔接；

第一耦合器(11)的A端与第二探测器(2)熔接；

第一波分复用器(14)的1310nm传输端与第二消偏器(7)的输出端熔接，第二消偏器(7)的输入端与第三耦合器(13)的C端熔接，第三耦合器(13)的A端与起偏器(6)的输出端熔接，起偏器(6)的输入端与第二耦合器(12)的C端熔接，第二耦合器(12)的A端与第一消偏器(5)的输出端熔接，第一消偏器(5)的输入端与超辐射发光二极管(3)熔接；

第二耦合器(12)的B端与第一探测器(4)熔接；

第二波分复用器(15)的1310nm传输端与第三消偏器(8)的输出端熔接，第三消偏器(8)的输入端与第三耦合器(13)的D端熔接；

信号处理电路(19)接收由第一探测器(4)输出光强电压信号I₁和第二探测器(2)输出光强电压信号I₂，并对其进行解调处理后输出振动信息和振动点位置信息，然后为相位调制器(9)提供相位载波信号M。

3、根据权利要求2所述的用于输油管线的光纤安全防范系统，其特征在于：超辐射发光二极管(3)、第一敏感光纤L_B、第二敏感光纤L_C、第一探测器(4)、第一消偏器(5)、起偏器(6)、第二消偏器(7)、第三消偏器(8)、相位调制器(9)、第二耦合器(12)、第三耦合器(13)、第一波分复用器(14)、第二波分复用器(15)、第三波分复用器(16)和第四波分复用器(17)构成萨格奈克干涉仪。

4、根据权利要求2所述的用于输油管线的光纤安全防范系统，其特征在于：超窄线宽激光器(1)、第二探测器(2)、传输光纤L_A、第一敏感光纤L_B、第二敏感光纤L_C、相位调制器(9)、第一耦合器(11)、第一波分复用器(14)、第二波分复用器(15)、第三波分复用器(16)、第四波分复用器(17)和第四耦合器(18)构成马赫-泽德干涉仪。

5、根据权利要求2所述的用于输油管线的光纤安全防范系统，其特征在于：第三波分复用器(16)、第四波分复用器(17)和第四耦合器(18)构成一个波分复用单元。

6、根据权利要求3所述的用于输油管线的光纤安全防范系统，其特征在于：所述萨格奈克干涉仪的相位差φ_S(t)与定位距离z成正比。

7、根据权利要求4所述的用于输油管线的光纤安全防范系统，其特征在于：所述马赫-泽德干涉仪的相位差φ_MZ(t)等于机械振动产生的调制相位φ(t)。

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