CN101871809A - 防区式光纤分布式振动传感器及采用该传感器的周界报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防区式光纤分布式振动传感器，包括光源、第一传导光纤、第二传导光纤、具有至少四个耦合臂的耦合器、第一消偏器、第二消偏器、延时环、U型传感光纤回路和信号接收处理模块。第一传导光纤两端分别连接光源和耦合器的第一耦合臂；第二传导光纤的两端分别连接信号处理接收模块和耦合器的第二耦合臂；耦合器的第三耦合臂与第一消偏器的一端相连，耦合器的第四耦合臂与第二消偏器的一端相连；第一消偏器的另一端和第二消偏器的另一端之间串联有延时环和U型传感光纤回路。本发明提供的传感器避免了单模光纤中应力双折射引起的偏振衰落现象，更为光纤周界报警系统提供了新的可行方案。

Description

防区式光纤分布式振动传感器及采用该传感器的周界报警系统

技术领域

本发明涉及光电传感技术领域，尤其涉及一种防区式光纤分布式振动传感器及采用该传感器的周界报警系统。

背景技术

光纤周界报警系统作为新一代周界报警系统，有很强的军用和民用价值。它可以用于监狱、重要军事目标、武器库等周界的安防监控，还可以用于小区、政府机关、核电站、机场等重要设施的周界安防监控。

光纤周界报警系统主要采用了光纤分布式振动传感器，它通过监测边界小范围内环境应力变化对光纤的影响，分析入侵振动信息，并对其进行判断和报警。光纤周界报警系统具有传统周界报警系统不能比拟的优点：

1、适合复杂地形：不受地形的高低、曲折、转弯、折弯等地形环境限制，打破了红外线、微波墙等只适用于视距和平坦区域使用的局限性。适合恶劣气候：不受高温、低温、强光、灰尘、雨、雪、雾、霜等自然气候的影响。

2、采用干涉型光纤传感技术，灵敏度远高于其他类型的传感器。

3、传感光纤本身无源，因此系统功耗低，使用成本低。

4、耐高低温，抗电磁干扰，本质安全，它对环境要求低，可用于恶劣的室外环境及用于石油管道安全监测和电站监控。

5、无机械运动部件，寿命长，无易老化部件，可靠性高，易维护。

6、可监测的距离长，无源传感光缆长度可以大于50km，而且多个单位可以级联组成大的监测系统。

7、可实现实时监控。

目前，根据工作原理的区别，光纤分布式振动传感器可以分为干涉仪型、光时域反射计型，强度调制型等。其中，由于干涉仪型光纤分布式振动传感器用于实时监测外界对光缆造成的振动，其响应时间短，工作距离长。无论从灵敏度，响应时间还是工作距离上都具有很大的优势，在新一代周界报警系统中得到了很大的应用。

现有技术一中采用马赫-泽德干涉仪作为光纤周界报警系统中的光纤分布式振动传感器，图1所示为现有的马赫-泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器的光路原理图。马赫-泽德干涉仪是双光束干涉仪，如图1中所示，该传感器主要包括：激光器11、耦合器12、传感臂13、参考臂14和干涉单元15。激光器11发出的相干光经过耦合器12一分为二，分别送入两根长度基本相同的单模光纤——传感臂13和参考臂14，随后传感臂13和参考臂14出射的两束相干光在干涉单元15处产生干涉。当外界因素例如振动、压力等引起传感臂13长度变化时，传感臂13和参考臂14的相对光程差相应的改变，从而引起干涉条纹的移动，因此干涉单元15通过检测干涉条纹的变化而得到外界振动信号的特征，进而识别振动信号的类型。

虽然马赫-泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器的响应时间短，工作距离长，灵敏度高，但是，由于长距离传感降低成本的需要，该传感器中的传感臂13和参考臂14均采用单模光纤，而单模光纤本身固有的本征双折射和外界随机因素导致的诱导双折射，会使得当两臂的出射光发生干涉时，传感臂13和参考臂14处于相同振动方向的光矢量(电场矢量)分量的幅值发生随机变化，而只有相同偏振态(振动方向)的光矢量(电场矢量)分量之间才会发生干涉，因此传感臂13和参考臂14中处于相同振动方向的光矢量(电场矢量)分量的幅值发生随机变化会使干涉单元15输出信号的幅值发生变化，特别地，当两臂光波的偏振态正交时，将不能发生干涉，干涉单元15输出信号的幅值为0，该传感器的作用完全失效。可见，马赫-泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器由于输出信号的不稳定性，可能使传感器在一定的时间范围内出现无输出信号的失效情况，严重影响了传感器在实际监测应用中的可靠性。此外，由于马赫-泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器中的激光器11采用窄线宽激光器，相干长度较长，无法通过消偏技术克服其偏振诱导双折射引入的信号衰落问题。

现有技术二中采用迈克尔逊干涉仪作为光纤周界报警系统中的光纤分布式振动传感器，图2所示为现有的迈克尔逊干涉仪型光纤分布式振动传感器的光路原理图。该传感器主要包括：激光器21、耦合器22、传感臂23、参考臂24和探测器25，传感臂23和参考臂24均采用单模光纤且反射端面26处均镀上高反射率膜，激光器21发出的相干光经过耦合器22一分为二，分别送入两根长度基本相同的单模光纤——传感臂23和参考臂24，传感臂23和参考臂24内的传输光分别在各自涂有高反射膜的反射端面26处反射后返回至耦合器22内干涉，随后类似于马赫-泽德干涉仪，探测器25通过检测干涉条纹的变化而得到外界振动信号的特征，进而识别振动信号的类型。同样地，由于迈克尔逊干涉仪型光纤分布式振动传感器中采用单模光纤，光纤中传输的光波偏振态的随机变化将导致输出干涉信号的幅值随机变化，在某时间范围还会使传感器失效。而且该种传感器也无法通过消偏技术克服其偏振诱导双折射引入的信号衰落问题。

综上所述，由于现有的干涉仪型光纤分布式振动传感器中需要的传感光纤较长，传感光路通常采用成本相对较低的单模光纤，因此，随机变化的外界因素导致的诱导双折射以及光纤本身存在的本征双折射会导致单模光纤中传输的光波的偏振态发生随机变化，由此会导致传感器中传感臂和参考臂的光波的偏振态存在区别，从而使干涉信号的幅度发生随机变化。最差地，当传感臂和参考臂输出的光波的偏振态正交时，将发生不能干涉的情况，严重影响了现有的光纤分布式振动传感器的可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种防区式光纤分布式振动传感器，用以解决现有技术中无法可靠地采用光纤进行振动传感的问题。基于本发明实施例提供的防区式光纤分布式振动传感器，本发明实施例还提供了一种采用所述防区式光纤分布式振动传感器的周界报警系统，用于提高现有的光纤周界报警系统的稳定性和可靠性。

本发明提供的一种防区式光纤分布式振动传感器，包括：光源、第一传导光纤、第二传导光纤、耦合器、第一消偏器、第二消偏器、延时环、U型传感光纤回路和信号接收处理模块；所述耦合器具有至少四个耦合臂；所述第一传导光纤的一端与所述光源连接，另一端与所述耦合器的第一耦合臂连接；所述第二传导光纤的一端与所述信号处理接收模块相连接，另一端与所述耦合器的第二耦合臂相连接；所述耦合器的第三耦合臂与所述第一消偏器的一端相连接，所述耦合器的第四耦合臂与所述第二消偏器的一端相连接；所述第一消偏器的另一端和所述第二消偏器的另一端之间串联有所述延时环和所述U型传感光纤回路。

所述信号接收处理模块包括：光电探测器、前置放大器和滤波器；所述光电探测器的输入端与所述第二传导光纤连接，输出端与所述前置放大器的输入端电连接；所述前置放大器的输出端与所述滤波器的输入端电连接。

本发明提供的一种周界报警系统，所述周界报警系统包括至少一个本发明所提供的所述的防区式光纤分布式振动传感器。

所述周界报警系统具有若干个相互独立的防区以及与所述防区数目相同的光纤分布式振动传感器；每个所述防区内有且仅分布有一个所述光纤分布式振动传感器的传感光路。

当所述周界报警系统中的所有光纤分布式振动传感器全部为本发明所提供的防区式光纤分布式振动传感器时，每个所述防区内有且仅分布有一个所述防区式光纤分布式振动传感器的U型传感光纤回路。

上述周界报警系统还包括仪器箱和与所述防区数目相同的防区内接线盒；，任意两个相邻防区之间以一个防区内接线盒为隔断；所述防区式光纤分布式振动传感器的光源及信号接收处理模块设置于所述仪器箱内；任意一个所述防区内接线盒内设置有一个所述防区式光纤分布式振动传感器的耦合器、第一消偏器、第二消偏器和延时环。

上述周界报警系统中的全部防区式光纤分布式振动传感器的U型传感光纤回路可设置于一根光缆内。

本发明提供的防区式光纤分布式振动传感器在传感光路段添加了消偏器以消除光路中传输的光信号的偏振特性，避免了单模光纤中应力双折射引起的偏振衰落现象，使输出信号具有稳定的可视度。此外，该传感器的外部光路无源化，传感光纤的长度选用自由，具有很大的实用性。

本发明还提供了一种采用了本发明提供的防区式光纤分布式振动传感器的周界报警系统，由于其中采用的防区式光纤分布式振动传感器不再存在单模光纤中应力双折射引起的偏振衰落现象，因此该周界报警系统不仅具有现有的光纤周界报警系统的优点，相对于现有技术，本发明实施例提供的周界报警系统具有更高的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为现有的马赫-泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器的光路原理图；

图2为现有的迈克尔逊干涉仪型光纤分布式振动传感器的光路原理图；

图3为现有的萨格纳克干涉仪原理图；

图4为本发明实施例提供的防区式光纤分布式振动传感器的结构图之一；

图5为本发明实施例提供的防区式光纤分布式振动传感器的结构图之二；

图6为图4中的信号接收处理模块50的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的其中一种周界报警系统的结构示意图。

具体实施方式

由于现有的干涉仪型光纤分布式振动传感器中通常采用成本相对较低的单模光纤，存在偏振诱导双折射引入的信号衰落问题。本发明实施例通过对现有的萨格纳克干涉仪进行改进以提供一种稳定的防区式光纤分布式振动传感器，该种传感器中通过消偏技术解决了单模光纤中偏振诱导双折射引入的信号衰落问题，更为光纤周界报警系统提供了新的可行方案。

下面结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。

图3所示为现有的萨格纳克干涉仪原理图，该干涉仪包括：光源31、耦合器32、光纤环路33和光电转换器34。光源31发出的光经过2*2耦合器32后分为两路光：一路在光纤环路33中顺时针传播，另外一路在光纤环路33中逆时针传播，最后两路光经光纤环路33后回到耦合器32处发生干涉。当有外界振动作用于光纤环路33时，光纤的导光参数发生变化，使得在光纤环路33中反向传播的两个光波之间产生了相位差，通过光电转换器34检测干涉信号，得到外界的振动信号。

以下详细说明图3所示萨格纳克干涉仪的具体工作原理。

设光纤环路33的长度为L，则当某一光波通过光纤环路33时，该光波相位延迟为：

所以有：

其中，β是光纤的传播常数；n是光纤材料的折射率；D为光纤芯直径。一般ΔD值相对较小可忽略。当有人员接触该萨格纳克干涉仪的光纤时，所述光纤受到应力振动，它的长度、纤芯直径和折射率都将发生变化。根据式(2)可知：光波相位

将产生变化。理论证明，光波相位变化率

与振动成正比。当有振动作用在距z₀(光纤环路33的中点)z₁(z₁≠0)处，在所述光纤环路33中反向传播的两路光在到达干涉点时相位不等。设振动信号引起光信号相位变化为

则光电转换器34接收的光功率P正比于：

其中 $\mathrm{\α}=\frac{L}{2c},$ $\mathrm{\δ}=\frac{{2z}_1}{c},$ c为光速。

综上所述，当人员接触萨格纳克干涉仪时，光电转换器34接收的干涉光光强信号发生变化，对光强信号进行解调，可以实时还原振动信号。由于图3所示的萨格纳克干涉仪已是现有技术，在此不再多做说明。

由于现有的萨格纳克干涉仪也存在单模光纤中应力双折射引入的偏振衰落现象，因此，本发明实施例对其进行改进，在所述萨格纳克干涉仪的光纤环路中添加消偏器，使干涉仪的输出信号具有稳定的可视度，避免了单模光纤中应力双折射引起的偏振衰落现象。以下详细说明。

图4所示为本发明实施例提供的防区式光纤分布式振动传感器的结构图之一，该传感器包括：光源41、第一传导光纤42、第二传导光纤43、耦合器44、第一消偏器45、第二消偏器46、延时环47、第一传感光纤48、第二传感光纤49和信号接收处理模块50。其中，耦合器44具有至少4个耦合臂，图4中为方便表示，仅画出该耦合器44的第一耦合臂441、第二耦合臂442、第三耦合臂443和第四耦合臂444。所述第一传感光纤48与第二传感光纤49连接为一段U型传感光纤回路，第一传感光纤48和第二传感光纤49长度相等且均为单模光纤。所述U型传感光纤回路指第一传感光纤48的一端与第二传感光纤49的一端相连接，第一传感光纤49、第二传感光纤49的剩余端不相互连接。

所述第一传导光纤42的一端连接光源41，另一端连接耦合器44的第一耦合臂441。

所述第二传导光纤43的一端与信号处理接收模块50的光信号输入端相连接，另一端与耦合器44的第二耦合臂442相连接。

所述耦合器44通过第三耦合臂443和第四耦合臂444，与第一消偏器45、延时环47、所述U型传感光纤回路和第二消偏器46构成一个闭合回路。图4中，耦合器44的第三耦合臂443与第一消偏器45的一端相连接，第四耦合臂444与第二消偏器46的一端相连接，第二消偏器46的另一端与所述U型传感光纤回路的一端相连接，所述U型传感光纤回路的另一端连接延时环47，所述延时环47的剩余端与第一消偏器45的剩余端连接。

图4所示传感器中，光源41发出的光经第一传导光纤42到达耦合器44的第一耦合臂441后分为两束——一束顺时针传输光和一束逆时针传输光，所述顺时针传输光和逆时针传输光分别由耦合器44的第三耦合臂443和第四耦合臂444输出。所述顺时针传输光沿耦合器44的第三耦合臂443传输至第一消偏器45，经第一消偏器45消除偏振特性后的顺时针传输光顺序经延时环47、U型传感光纤回路、第二消偏器46后输入到耦合器44的第四耦合臂444。所述逆时针传输光沿耦合器44的第四耦合臂444传输至所述第二消偏器46；然后经第二消偏器46消除偏振特性后的逆时针传输光顺序经U型传感光纤回路、延时环47、第一消偏器45后至所述耦合器44的第三耦合臂443。最后第四耦合臂444接收的顺时针传输光和第三耦合臂443接收的逆时针传输光在耦合器44内干涉后得到的干涉光从耦合器44的第二耦合臂442输出，并经第二传导光纤43后输入至信号接收处理模块50。类似于现有的萨格纳克干涉仪传感原理，当有振动作用于图4所示的传感光纤48时，所述顺时针传输光和逆时针传输光在到达干涉点时相位不等，干涉光的光强信号发生变化，所述信号接收处理模块50对干涉光的光强信号进行解调，即可以实时还原振动信号。

图4所示传感器中，延时环47是用于使第一传感光纤48和第二传感光纤49的光学长度不一致，这样做有助于保证第一传感光纤48和第二传感光纤49连成的U型传感光纤回路上不同位置处的传感光纤的灵敏度一致，从而使该U型传感光纤回路的灵敏度得以提高。

显然，图4中的延时环47的位置还可变更到第二消偏器46和所述U型传感光纤回路之间，如图5所示为本发明实施例提供的防区式光纤分布式振动传感器的结构图之二，其中，与图4具有相同附图标记的光源41、第一传导光纤42、第二传导光纤43、耦合器44、第一消偏器45、第二消偏器46、和信号接收处理模块50的连接关系不变。不同的是：耦合器44的第三耦合臂443输出的顺时针传输光依次经第一消偏器45、第一传感光纤48和第二传感光纤49连成的U型传感光纤回路、延时环410、第二消偏器46后输入到第四耦合臂444。耦合器的第四耦合臂444输出的逆时针传输光的光路走向类似分析，此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的防区式光纤分布式振动传感器包括：光源、第一传导光纤、第二传导光纤、耦合器、第一消偏器、第二消偏器、延时环、U型传感光纤回路和信号接收处理模块。所述耦合器具有至少四个耦合臂。所述U型传感光纤回路由两段长度相等的第一传感光纤和第二传感光纤连接而成。所述第一传导光纤的一端连接光源，另一端连接耦合器的第一耦合臂。所述第二传导光纤的一端与信号处理接收模块的光信号输入端相连接，另一端与耦合器的第二耦合臂相连接。所述耦合器的第三耦合臂与所述第一消偏器的一端相连接，第四耦合臂与所述第二消偏器的一端相连接。所述延时环连接于所述U型传感光纤回路的任一端与所述第一消偏器和第二消偏器中的任一个之间，所述第一消偏器和第二消偏器中的另一个与所述U型传感光纤回路的剩余端连接。

值得说明的是：本实施例中仅是为了说明方便，用延时环来说明该位置上应该安装的器件的作用——使第一传感光纤和第二传感光纤的光学长度不一致，本领域技术人员通过将延时环替换为其他各种能够实现与所述延时环具有相同技术效果的器件，如相位延时器等，来实现与本发明相同的技术目的的方案，应该视为与本发明相同的技术方案。

相对于现有的萨格纳克干涉仪，图4或图5所示防区式光纤分布式振动传感器中，第一消偏器45和第二消偏器46用于消除所述顺时针传输光和逆时针传输光的偏振性，避免了单模光纤中应力双折射引起的偏振衰落现象，以使信号接收处理模块最终接收的信号具有稳定的可视度。其中，所述第一消偏器45和第二消偏器46可以采用任何类型的检偏器，如棱镜型等结构，由于消偏器已是现有技术，此处不多做说明。此外，本发明实施例中所述的第一消偏器45和第一传感光纤48可替换为保偏光纤，第二消偏器46和第二传感光纤49也可替换为保偏光纤。在替换方案中，本发明实施例提供的防区式光纤分布式振动传感器包括：光源、第一传导光纤、第二传导光纤、耦合器、信号接收处理模块、延时环和保偏光纤。其中，光源、第一传导光纤、第二传导光纤、耦合器以及信号接收处理模块与图4所采用的同名称部件相同，且它们之间的连接关系也与图4所示结构相同，此外，所述保偏光纤的一端通过延时环与所述耦合器的第二耦合臂和第四耦合臂之中的一个耦合臂相连接，所述耦合器的第二耦合臂和第四耦合臂之中的另一个与所述保偏光纤的另一端相连接。上述采用保偏光纤的防区式光纤分布式振动传感器的技术效果与本发明实施例主要提供的防区式光纤分布式振动传感器的技术效果完全相同。

图6所示为图4中的信号接收处理模块50的结构示意图。所述信号接收处理模块50包括：光电探测器61、前置放大器62和滤波器63。所述光电探测器61的输入端和图4所示的第二传导光纤43光纤连接，光电探测器61的输出端与前置放大器62的输入端电连接。所述前置放大器62的输出端与滤波器63的输入端电连接。具体工作时，光电探测器61接收图4所示的第二传导光纤43输出的干涉光信号，并将其转换成电信号后提供给前置放大器62，随后前置放大器62对输入的电信号进行放大，以满足后续电路的处理要求。由于放大后的电信号包含着较多的噪声，因此最后采用滤波器63对其滤波后输出原振动信号。

显然，所述光电探测器61的类型可根据实际需要选用。此外，其中前置放大器62和滤波器63的作用主要是为了消除光电探测器61解调出的电信号中的噪声和其他干扰，前置放大器62和滤波器63的具体设计不是本发明主要讨论的内容，因此，只要与本发明实施例所述的前置放大器62和滤波器63具有相同技术功能的器件，不论实现方式为电路方式或虚拟仪器等方式，均可用于本发明实施例所述的信号接收处理模块50中，不管其结构差异如何，均应被视为与本发明实施例所提出的信号接收处理模块50相同的技术方案，属于本发明请求保护的技术范围之内。

综上所述，本发明实施例提供了一种防区式光纤分布式振动传感器，所述防区式光纤分布式振动传感器在萨格纳克干涉仪中采用了消偏的方法，使输出信号具有稳定的可视度，避免了单模光纤中应力双折射引起的偏振衰落现象。此外，在稳定输出信号幅值的同时，保证了干涉仪外部光路的无源化。此外，由于本发明只对萨格纳克干涉仪的部分光路进行了处理，因此其中采用的传感光纤的长度选用自由，适合于传感光纤为任何长度的情况。

相应地，本发明实施例还提供了一种周界报警系统，该周界报警系统是由光纤分布式振动传感器为基础而构建的拓补阵列，包含至少一个本发明实施例所提供的防区式光纤分布式振动传感器。通常情况下，该周界报警系统包括若干个防区和与防区数目相同的光纤分布式振动传感器，此处所述与防区数目相同的光纤分布式振动传感器中至少有一个是本发明实施例所提供的防区式光纤分布式振动传感器，其余光纤分布式振动传感器可为现有的任一款光纤分布式振动传感器。其中，每个防区都是独立的，每个防区内有且仅分布有一个光纤分布式振动传感器的传感光路段。较佳地，该周界报警系统中的所有光纤分布式振动传感器均采用本发明实施例所提供的防区式光纤分布式振动传感器，每个所述防区内有且仅分布有一个防区式光纤分布式振动传感器的U型传感光纤回路。本发明实施例所提供的周界报警系统的拓补结构和防区数可根据实际需要具体制定，以下为描述方便，举一例进行说明。

图7所示为本发明实施例提供的其中一种周界报警系统的结构示意图。如图7中所示，该周界报警系统包括仪器箱71、防区72和防区内接线盒73三大部分。该周界报警系统由n个(n为大于等于1的正整数)本发明实施例所提供的防区式光纤分布式振动传感器组成，所述n个防区式光纤分布式振动传感器沿某一预定方向并行排列，且所有防区式光纤分布式振动传感器的光源及信号接收处理模块均设置于所述仪器箱71内。所述并行排列是指所述防区式光纤分布式振动传感器的传感光纤延伸方向并行。在垂直于所述预定方向的方向上设置有n个防区72，任意两个相邻防区72之间以一个防区内接线盒73为隔断。任意一个防区内接线盒73内设置有一个防区式光纤分布式振动传感器的耦合器、第一消偏器、第二消偏器和延时环。事实上，由于所述U型传感光纤回路是由第一、第二传感光纤连接而成，因此防区内接线盒73的另一作用是用于保护每个防区式光纤分布式振动传感器的第一、第二传感光纤的连接点。任意一个防区72内有且仅由一个防区式光纤分布式振动传感器的第一、第二传感光纤段(即上述U型传感光纤回路)完全覆盖。在图7所示周界报警系统的图纸平面内：竖直方向为所述预定方向，在图纸平面内从左往右数的第m个防区72内设置有竖直方向上从上往下数的第m个防区式光纤分布式振动传感器的传感光纤。

综上所述，图7所示周界报警系统中的n个防区式光纤分布式振动传感器与n个防区72一一对应，每个防区式光纤分布式振动传感器用于感应其对应防区72内的振动信号。因此，由图7可看出，当有人员接触该周界报警系统的任一防区72或试图翻越时，该防区72内的传感光纤会感应到振动，随后根据前面所述的本发明所提供的防区式光纤分布式振动传感器的传感原理，该段传感光纤所对应的防区式光纤分布式振动传感器会还原此振动信号并进行报警，从而实现对该系统所覆盖的所有防区的监测。

较佳地，本发明实施例所提供的周界报警系统内的所有防区式光纤分布式振动传感器的传感光纤可以利用同一根光缆——一根光缆内包含多芯来实现。

较佳地，本发明实施例所提供的周界报警系统中每个防区都是独立的，因此其中的光纤分布式振动传感器的光源可以采用同一光源，也可以采用不同光源，其技术效果完全相同，不影响本发明的实施。

显然，除了图7所示周界报警系统，本领域技术人员还可以根据类似原理，采用本发明实施例所提供的防区式光纤分布式振动传感器组成其它拓补结构的周界报警系统，本发明也意图包括这些周界报警系统的变型在内。

综上所述，本发明实施例还提供了一种采用了本发明提供的防区式光纤分布式振动传感器的周界报警系统，由于其中采用的防区式光纤分布式振动传感器不再存在单模光纤中应力双折射引起的偏振衰落现象，因此该系统不仅具有现有的光纤周界报警系统的优点，相对于现有技术，本发明实施例提供的周界报警系统的可靠性和稳定性进一步得以提高，具有更大的实用性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种防区式光纤分布式振动传感器，其特征在于，包括：光源、第一传导光纤、第二传导光纤、耦合器、第一消偏器、第二消偏器、延时环、U型传感光纤回路和信号接收处理模块；所述耦合器具有至少四个耦合臂；

所述第一传导光纤的一端与所述光源连接，另一端与所述耦合器的第一耦合臂连接；

所述第二传导光纤的一端与所述信号处理接收模块相连接，另一端与所述耦合器的第二耦合臂相连接；

所述耦合器的第三耦合臂与所述第一消偏器的一端相连接，所述耦合器的第四耦合臂与所述第二消偏器的一端相连接；所述第一消偏器的另一端和所述第二消偏器的另一端之间串联有所述延时环和所述U型传感光纤回路。

2.如权利要求1所述的防区式光纤分布式振动传感器，其特征在于，所述信号接收处理模块包括：光电探测器、前置放大器和滤波器；

所述光电探测器的输入端与所述第二传导光纤连接，输出端与所述前置放大器的输入端电连接；所述前置放大器的输出端与所述滤波器的输入端电连接。

3.一种周界报警系统，其特征在于，所述周界报警系统包括至少一个权利要求1所述的防区式光纤分布式振动传感器。

4.如权利要求3所述的周界报警系统，其特征在于，所述周界报警系统具有若干个相互独立的防区以及与所述防区数目相同的光纤分布式振动传感器；每个所述防区内有且仅分布有一个所述光纤分布式振动传感器的传感光路。

5.如权利要求4所述的周界报警系统，其特征在于，所述光纤分布式振动传感器全部为权利要求1所述的防区式光纤分布式振动传感器，每个所述防区内有且仅分布有一个所述防区式光纤分布式振动传感器的U型传感光纤回路。

6.如权利要求5所述的周界报警系统，其特征在于，所述周界报警系统还包括仪器箱和与所述防区数目相同的防区内接线盒；，任意两个相邻防区之间以一个防区内接线盒为隔断；

所述防区式光纤分布式振动传感器的光源及信号接收处理模块设置于所述仪器箱内；

任意一个所述防区内接线盒内设置有一个所述防区式光纤分布式振动传感器的耦合器、第一消偏器、第二消偏器和延时环。

7.如权利要求6所述的周界报警系统，其特征在于，全部所述防区式光纤分布式振动传感器的U型传感光纤回路设置于一根光缆内。

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