第二时间段(时间点2与时间点3之间）的波形是长度为 5~10m传感光纤上的干涉信号，依次类推可以得出整个长度的传感光纤上的信号。
[0023] 如图9所示，按照前面的假设在传感光纤的长度为2km，τ为50ns，Δ L为5m，为 了确保图9(a)中的时间点2和时间点3之间的信号代表着长度为0~5m传感光纤上的干涉 信号，使迈克尔逊干涉仪的臂长差S=L 1-L2=Sm,图9(a)中的第一时间段(时间点1与时间点 2之间）的信号与图9 (b)中的第一时间段（时间点2和时间点3之间）的信号一致，实现 了信号的时延，图9(a)中的第二时间段(时间点2和时间点3之间）的信号代表的长度为 5~10m处的传感光纤上的干涉信号，图9(b)中的第一时间段(时间点2和时间点3之间）的 信号代表的长度为〇~5m处的传感光纤上的干涉信号，将图9(a)和图9(b)两信号按照时间 进行干涉，实现了长度为5~10m处和长度为0~5m处传感光纤信号的干涉，即实现了一条传 感光纤上的实现了不同单位长度间的背向瑞利散射信号的干涉。如果S= L1-L2=Sjm,实现 长度为2. 5~5m处和长度为0~2. 5m处传感光纤信号的干涉，如图9 (c)所示。
[0024] 据此可以根据臂长差S的大小，调节不同单位长度间干涉的长度值，提高系统监 测灵敏度。
[0025] X 3耦合器解调算法 (I) 3 X 3耦合器解调算法优缺点： 1)优缺点 优点：动态范围大，被动式解调 缺点：三个输出端的夹角为120°，此夹角受分光比、温度、偏振等因素的影响而发生 变化。
[0026] 2) 3X3耦合器解调算法改进 将第一到第三探测器的光信号进行利萨如图形椭圆算法进行夹角的运算，实时提供耦 合器夹角，并进行解耦运算。
[0027] 因为3X3耦合器夹角存在误差导致相位解调的失真，故采用了改进的3X3耦合 器解调技术，其解调原理如下：
其中，A，B，C分别是3X3耦合器的三路输出，D为直流信号，I。为信号幅值，Δ φ是传 感信号，Θ是耦合器夹角。
[0028] 公式（10) (11) (12)可以写为：
其中
T是关于耦合器的夹角矩阵，已经不依赖于普通3X3 耦合器的120度。
[0029] 解调过程如图10所示： 两路信号经过微分器：
经过减法器：
两路信号经过平方器、加法器：
式（17)除以式（18)再积分就可以得出△ Φ。
[0030] 4.将3X3耦合器解调算法、迈克尔逊干涉仪、偏振控制器结合 为了得到最佳解调信号的信噪比，光纤分布式流量监测解调装置工作原理如下： 1)外部环境噪声产生的信号大于真实信号产生的噪声，通过检测瑞利散射信号的偏振 模式，使瑞利散射的干涉信号可见度始终保持在较高水平，提高信号的信噪比，具体是：通 过第四光探测器的光强大小动态调制偏振控制器的电压大小，以达到动态调整偏振状态的 目的，如图11所示。
[0031] 2)通过第一到第三探测器的光信号进行利萨如图形椭圆算法进行3X3耦合器夹 角的实时运算，同时光纤分布式流量监测解调装置进行声波的解调，记录解调信号的信噪 比，如果达不到相应的信噪比，调节偏振控制器的电压值，偏振态变化导致耦合器夹角随之 变化，3X3耦合器解调改进算法的解调信号信噪比也发生变化，最后达到通过控制偏振态 完成3X3耦合器解调改进算法的最佳解调。
[0032] 本发明的有益效果是：1.隔声隔震迈克尔逊干涉仪的设计，将干涉仪及3X3耦合 解调光路巧妙结合在一起，并通过隔声隔震的处理，不仅解调了干涉仪的环境影响，还解决 了环境因素对3X3耦合器的影响。
[0033] 2.通过检测背向瑞利散射的偏振态，并结合改进后的3X3耦合解调算法，解决了 3 X 3耦合器夹角的测量以及应用难题，完成了基于偏振控制的3 X 3耦合器解调的井下光 纤分布式流量监测系统的设计。
【附图说明】
[0034] 图1是井下光纤分布式流量监测系统框图；图2是直线型传感探头图；图3是螺 旋型传感探头图；图4是线圈型传感探头；图5是固定体结构示意图；图6是固定体装入 到密封壳体中结构示意图，其中固定体处于俯视状态；图7是带有出纤口和入纤口的密封 壳侧面结构示意图；图8是密封壳的顶盖示意图；图9是背向瑞利散射光干涉原理图；图10 是改进的3X3耦合器解调算法框图；图11光电探测器功能示意图。
[0035] 图中：1-油管；2-传感光纤；3-固定体；4-法拉第旋转镜固定槽；5-3X3耦合器 固定槽；6-半圆柱体；7-固定孔；8-光纤固定槽；9-密封壳上的固定孔；10-密封壳体； 11-入纤口；12-出纤口；13-密封壳侧面；14-顶盖上的固定孔；15-顶盖。
【具体实施方式】
[0036] 如图1所示，一种井下光纤分布式流量监测系统，它包括超窄线宽激光器，超窄线 宽激光器发出的超窄线宽激光经声光调制器调制成脉冲脉宽为τ，周期为T的脉冲激光， 脉冲激光序列依次经过第一光放大器和超窄带宽第一光滤波器后进入第一环形器的C 11 端，脉冲激光序列自第一环形器的C11端经过C13端注入长为L的传感光纤，传感光纤中的背 向瑞利散射光返回到第一环形器的C 13端，自第一环形器C 12端输出的背向瑞利散射光经过 第二光放大器进入到超窄线宽第二光滤波器后，背向瑞利散射光经偏振控制器后进入第二 环形器C 21端，背向瑞利散射光经过第二环形器C 23端进入3 X 3耦合器的B η端，经过3 X 3 親合器分束到B14端、B 15端和B 16端，由3X3親合器B 14端发出的背向瑞利散射光经过长度 为L1的光纤到达第一法拉第旋转镜；由3 X 3耦合器B 15端发出的背向瑞利散射光经过长度 为1^的光纤进入到达第二法拉第旋转镜；其中S=L ^L2;由3 X 3耦合器B 16端发出的背向瑞 利散射光送入第四光探测器，第四光电探测器将电信号送入到光纤分布式流量解调系统， 根据第四光探测器光强的大小动态调整偏振控制器的电压大小以达到控制瑞利散射的光 偏振状态。
[0037] 两束背向瑞利散射光经法拉第旋转镜返回的背向瑞利散射光在3X3耦合器处发 生干涉，背向瑞利散射光的干涉信号经过3 X 3耦合器的B12和B 13分别进入到第二光电探测 器和第三光电探测器，背向瑞利散射光的干涉信号经3X3耦合器的B11进入第二环形器的 C23端，经第二环形器的C22端，进入第一光探测器。第一光探测器、第二光电探测器和第三光 电探测器的电信号同时到达光纤分布式流量解调系统，进行3X3耦合器相位算法的解调， 完成相应位置上的传感信号的相位的变化解析。
[0038] 本方案的具体特点还有，所述传感光纤2是直接将光纤以平行于油管轴线的方式 铺设在油管外壁，此方案只能感应径向管壁振动，如图2所示。
[0039] 所述传感光纤2是将光纤按照等间距的螺旋线方式缠绕在油管外壁，此方案感应 管壁径向及轴向的双向振动，灵敏度较高，如图3所示。
[0040] 所述传感光纤2是按照在油管外壁紧密缠绕η圈光纤，光纤之间没有缝隙形成一 个光纤线圈，根据测试需求在油管外壁可以缠绕m个光纤线圈，光纤线圈之间采用串联方 式连接，两个线圈之间的间距E等于迈克尔逊干涉仪的臂长差S，线圈在油管外壁需紧密 缠绕，缠绕圈数η由光纤分布式声波监测解调系统的空间分辨率D s和管道半径R决定，即 n=D^(2JiR)，此方案灵敏度最高，如图4所示。
[0041] 所述超窄线宽激光器，线宽小于1kHz，功率大于50mW (保证返回瑞利散射功率)。
[0042] 所述第一光放大器与第二光