本发明是一种天然气管道泄漏检测传感器组的抗偏振衰落方法和系统。采用专用调制信号发生模块和激光器构成光源，由2*2耦合器和法拉第旋转镜构建迈克尔逊结构的泄漏声波传感器；在管道本体上每隔一定距离安装一个该结构的传感器，相邻的若干个传感器构成一个传感器组，各传感器通过光分束器和合束器并联接在发射光纤和回传光纤之间；传感器的两臂不等长，每个传感器使用两个法拉第旋转镜作为反射镜，旋转角度为45度，使反射光的偏振态变化正好抵消入射光的偏振态变化，从而使传感器及传感器组信号的可视度保持为最大。本发明克服了干涉仪偏振诱导信号衰落现象，使泄漏检测的灵敏度和准确度提高、虚警率降低且不易受环境因素影响。