CN103245407A - 光纤微振动传感报警系统 - Google Patents
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Abstract
光纤微振动传感报警系统，属于光电子测试类领域，由终端、传感光缆、引导光缆、主控仪和主控计算机等组成，所述终端是由N个终端盒组成，终端之间设为防区，终端盒之间布设传感光缆，所述的传感光缆布设的方式有：挂网、贴合、内置、埋地等方法。布设在防区的传感光缆上的任何一点如有微振动，以标准通信光缆作为传感元件，通过主控仪接收激光的明暗条纹的变化，再通过主控计算机的电子细分，迅速判断振动的性质同时得到振动的位置，从而知道距离的细微和准确变化。本发明是新一代安全预警系统，该系统采用光纤传感技术和光电信号检测技术，实现零漏警率，监控距离长、范围大，无需外场供电；传感光缆本质安全，无电磁干扰。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤微振动传感报警系统，主要用于测量被测物的微振动位移以及微振动速度，属于光电子测试类领域。
背景技术
我国自改革开放后，经济迅速发展，同时国内外治安状况也日趋复杂。各类重大的国事活动和关系国计民生的重大工程项目都对安全技术防范系统提出了新的需求。如：由于电力线的高压环境和对实时性的要求，一直没有有效的技术防范手段，导致我国每年都因电力设施被盗而导致数亿元的重大损失。光纤安全防范系统具有天然的抗电磁干扰的功能，可以有效的解决这一问题。对于各类大型工程项目，如：三峡水利工程，西气东输管道系统，2008年奥运会的奥运村和重要比赛场馆的防护等等，分布式的光纤安全防范智能网络都是提供安全保障的最佳解决方案之一。目前，我国现有的周界防范手段存在一定的缺点，主要是种类少，性能差，误报率高，并且容易遭受雷击，不能真正满足我国对安全技术防范系统的需求。再有军用仓库、油库、边境线、军事基地、军工厂、军用机场和营房等军用设施周界，仓库墙体，输油输气管道，通信光缆等重要物资设备场所的安防，需要安排专人专物才能做到万无一失，耗费大量的人力物力。另外其中很多场合要求微振动的测量传感探头不能带电，能在电磁干扰的环境下工作，有一些要求必须是在线检测，也就是在实际需要的环境下对测量方法提出新的要求。
光纤周界防范系统可以有效地克服以上缺点，是未来周界防范技术发展的主要方向。而光纤振动传感器由于光纤本身具有抗电磁、抗辐照的特性能够在电磁干扰的环境下工作，这是电振动传感器无法比拟的。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种光纤微振动传感报警系统，既改善原有振动传感器的性能，又使制作工艺变得相对简单。
为实现这样的目的，本发明采用的技术方案是：光纤微振动传感报警系统，由终端、传感光缆、引导光缆、主控仪和主控计算机等组成，所述终端是由N个终端盒组成，终端之间设为防区，终端盒之间布设传感光缆；本光纤微振动传感报警系统是利用激光、光纤传感和光通信等高科技技术构建的警戒网络或者安全报警系统，当光信号由激光器输送进光纤时，探测器会处理接收到的光信号的相位，假设传感光缆没有受到任何干扰或光的传输没有变化，那么光信号的相位也将不发生变化；当传感光纤受到运动或震动的干扰时，光信号的传输模式就会发生变化，运动、震动、压力都会导致形态被干扰而产生光信号相位的改变，主控仪对相位改变进行探测，探测干扰的强度和类型，然后对探测到的信号进行处理，再通过主控计算机的电子细分，迅速判断振动的性质同时得到振动的位置，从而知道距离的细微和准确变化。
所述主控计算机安装有专用报警软件，它通过高速数据卡将入侵信号采集装置优化后的信号采集并存入数据库，运用多种预设的数据分析手段对信号分析、比较、判断、提取信号特征等方法进行处理。所述主控计算机通过专用报警软件实现对报警系统功能设置、报警数据采集判断、显示防区电子地图、布防撤防、报警状态信息记录、值班人员信息记录等功能。
所述主控仪由外壳和光转换器件、光路接口组成，主要用于对光缆接续、光信号转换等光学器件的保护。主控仪的外壳采用工程塑料制作，安装于室外环境，可适应各种恶劣的自然环境，并具有防水密封性能。
所述的传感光缆采用通信光缆，可感应作用在电缆上的振动信号，将振动信号转换成变化的光学物理量，如光强、偏振态、偏转角、光信号频率等，并将隐含以上变化的物理特性的光信号传输到数据采集设备，所述的传感光缆布设的方式有：挂网、贴合、内置、埋地等方法。由于使用了光缆作为传感单元，外界的强电磁场、雷电等因素不会对系统产生影响，而且光缆具有成本低、抗紫外线、抗老化，可适用于不规则周界等特点，非常适合大范围、长距离、环境条件恶劣的野外周界环境。
所述引导光缆用于前端传感单元与采集装置之间的光路连接，引导光缆采用无感的结构和连接方法，其所经过的区域中的干扰源不会对传输的信号造成影响。
本发明的有益效果是：本发明是新一代安全预警系统，该系统采用光纤传感技术和先进的光电信号检测技术，具有以下特点：1、监控距离长、范围大，监控器可以24小时连续、实时工作；2、无需外场供电；3、传感光缆本质安全，无电磁干扰；4、传感光缆可同时集成光纤总线传输；5、可实现多手段联动，用户软硬件接口化；5、系统可检测到由振动引起的最小光缆应变为0.1微米，实现零漏警率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中所述：1、N终端盒，2、C终端盒，3、B终端盒，4、传感光缆，5、A终端盒，6、引导光缆，7、主控仪，8、主控计算机，9、N防区，10、B防区，11、A防区。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
光纤微振动传感报警系统，由终端、传感光缆(4)、引导光缆(6)、主控仪(7)和主控计算机(8)等组成，所述终端是由A终端盒(5)，B终端盒(3)，C终端盒(2)……以及N终端盒(1)组成，A终端盒(5)与B终端盒(3)之间设为防区A(11)，B终端盒(3)与C终端盒(2)之间设为防区B(10)……(N-1)终端盒与N终端盒(1)之间设为防区N(9)，各终端盒之间布设传感光缆，所述的传感光缆布设的方式有：挂网、贴合、内置、埋地等方法。布设在防区的传感光缆上的任何一点如有微振动，以标准通信光缆作为传感元件，通过主控仪接收激光的明暗条纹的变化，再通过主控计算机的电子细分，迅速判断振动的性质同时得到振动的位置，从而知道距离的细微和准确变化。
实施例1：周界报警，将终端盒布之间的传感光缆布设在军用仓库、油库、边境线、军事基地、军工厂、军用机场和营房等周界。光缆感应振动，入侵即刻报警、定位。
实施例2：仓库墙体安防，将终端盒的传感光缆布设在仓库墙体上，当有砸墙、钻孔等破坏行为产生时，光缆感应振动，同时报警定位。该系统可同时接入光纤温度、湿度、压力等光纤传感器，对仓库内部环境进行全面控制。输油输气管道安全预警。
实施例3：将终端盒的传感光缆布设在输油输气管道上，即使用现有的与管道同轴敷设的通信光缆的三根芯，与系统相连。光缆虽埋在地下，但可感应地面挖掘等产生的振动，系统可及时发现并定位破坏行为，对管道及光缆有效的进行安全预警保护。
实施例4：通信光缆安全预警，使用埋地通信光缆三根芯与系统相连，当有挖掘等破坏行为产生时，系统可及时发现并定位破坏行为，对光缆有效的进行安全预警保护。
Claims (6)
1.光纤微振动传感报警系统，由终端、传感光缆、引导光缆、主控仪和主控计算机等组成，特征是所述终端是由N个终端盒组成，终端之间设为防区，终端盒之间布设传感光缆；本光纤微振动传感报警系统是利用激光、光纤传感和光通信等高科技技术构建的警戒网络或者安全报警系统，当光信号由激光器输送进光纤时，探测器会处理接收到的光信号的相位，当传感光纤受到运动或震动的干扰时，光信号的传输模式就会发生变化，运动、震动、压力都会导致形态被干扰而产生光信号相位的改变，主控仪对相位改变进行探测，探测干扰的强度和类型，然后对探测到的信号进行处理，再通过主控计算机的电子细分，迅速判断振动的性质同时得到振动的位置，从而知道距离的细微和准确变化。
2.根据权利要求1所述的光纤微振动传感报警系统，其特征是所述主控计算机安装有专用报警软件，它通过高速数据卡将入侵信号采集装置优化后的信号采集并存入数据库，运用多种预设的数据分析手段对信号分析、比较、判断、提取信号特征等方法进行处理。
3.根据权利要求1所述的光纤微振动传感报警系统，其特征是所述主控计算机通过专用报警软件实现对报警系统功能设置、报警数据采集判断、显示防区电子地图、布防撤防、报警状态信息记录、值班人员信息记录等功能。
4.根据权利要求1所述的光纤微振动传感报警系统，其特征是所述主控仪由外壳和光转换器件、光路接口组成，主要用于对光缆接续、光信号转换等光学器件的保护；主控仪的外壳采用工程塑料制作，安装于室外环境，并具有防水密封性能。
5.根据权利要求1所述的光纤微振动传感报警系统，其特征是所述的传感光缆采用通信光缆，可感应作用在电缆上的振动信号，将振动信号转换成变化的光学物理量，并将隐含以上变化的物理特性的光信号传输到数据采集设备；所述的传感光缆布设的方式有：挂网、贴合、内置、埋地等方法。
6.根据权利要求1所述的光纤微振动传感报警系统，其特征是所述引导光缆用于前端传感单元与采集装置之间的光路连接，引导光缆采用无感的结构和连接方法。
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