CN107369281B - 一种形变式光纤围栏装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种形变式光纤围栏装置，其特征是，包括P‑OTDR模块和与之连接的一根传感光缆，所述P‑OTDR模块包括顺序连接的控制单元、光脉冲发生器、1x2光分路器、光缆终端盒和光接收器，1x2光分路器外接光纤反射器，光缆终端盒连接传感光缆。这种装置成本低、操作方便、能避免光纤传感有源模块与传感光缆之间光纤跳缆所产生扰动的干扰，实用性好。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传感领域，特别是涉及偏振敏感-光时域反射仪技术和光纤围栏技术，具体是一种形变式光纤围栏装置。
背景技术
在安防系统中，通过探测传感光缆发生形变可以探测入侵活动，形变式光纤围栏装置除了具有电磁兼容性好、作用距离长和全分布式的优点以外，对于大风大雨干扰、小动物干扰、高强度背景振动干扰，具有好的抗干扰性能，对于入侵活动位置的定位精度较高。
形变式光纤围栏通过偏振敏感-光时域反射仪技术（P-OTDR）来探测光缆形变的发生。在安装形变式光纤围栏时，需要使用3-5m的光纤跳缆将P-OTDR的有源部分与传感光缆连接起来，而该光纤跳缆通常较柔软，容易受外界因素影响产生形变，由此对系统产生干扰。如果使用保偏光纤来作为连接跳缆，可以大大减少这种干扰，但是保偏光纤跳缆价格较高，而且在激光器输出到保偏光纤跳缆之间还需要增加偏振控制器，以保证激光器输出的偏振方向与保偏光纤跳缆的主轴方向一致。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种形变式光纤围栏装置。这种装置成本低、操作方便、能避免光纤传感有源模块与传感光缆之间光纤跳缆所产生扰动的干扰，实用性好。
实现本发明目的的技术方案是：
一种形变式光纤围栏装置，包括P - OTDR模块和与之连接的一根传感光缆，所述P- OTDR模块包括顺序连接的控制单元、光脉冲发生器、1x2光分路器、光缆终端盒和光接收器，1x2光分路器外接光纤反射器，光缆终端盒连接传感光缆。
所述光缆终端盒设有光方向耦合器、光起偏/检偏器，光方向耦合器的公共端口连接光起偏/检偏器，光方向耦合器的另外两个端口中的一个端口通过1x2光分路器连接光脉冲发生器输出端，另一个端口连接光接收器输入端，光起偏/检偏器与传感光缆中的一根光纤连接。
所述控制单元采用嵌入式系统(例如DSP)。
所述光脉冲发生器为F-P型的LD光源。
所述光方向耦合器为光环形器或光分路器。
所述光接收器为APD光电探测器或PIN光电探测器。
所述传感光缆为通信用的单模光缆。
所述光纤反射器可以将LD光源的一部分输出光信号反射回到F-P型的LD光源中。
光脉冲发生器输出的随机偏振光信号经光方向耦合器输出到光起偏/检偏器中，起偏后的光信号送到传感光缆的一根光纤中；从传感光纤中返回的瑞利散射信号被送到光起偏/检偏器中，被检偏后的信号经光方向耦合器，送到光接收器。
使用两根普通光纤跳缆将光方向耦合器的两个端口分别连接至OTDR模块的光脉冲发生器输出端、光接收器输入端。
光脉冲发生器使用F-P型的LD光源，用一个光纤反射器将LD光源的一部分输出光信号反射回到LD中，使得在LD的F-P腔中发生自相干作用，最终使得光脉冲发生器输出的光脉冲信号为随机偏振光，而未经以上处理过程的F-P型LD的输出光信号为线偏振光。线偏振光经普通光纤跳缆连接至光起偏/检偏器进行起偏时，如果光纤跳缆发生形变扰动，起偏器输出光功率将因此受到干扰，使P-OTDR工作受到干扰；而对于随机偏振光，则没有以上弊端。
P-OTDR可以测量传感光纤线路上各点偏振态的变化，当传感光纤线路上某一点的弯曲状态发生变化时，该点的偏振态将会发生变化，通过比较光纤线路上各点被弯曲前后的后向散射信号的强度，可以获得光纤线路上各点弯曲状态发生变化的信息，从而感知光纤围栏上的入侵活动及入侵位置。
这种装置成本低、操作方便、能避免光纤传感有源模块与传感光缆之间光纤跳缆所产生扰动的干扰，实用性好。
附图说明
图1为实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
参照图1，一种形变式光纤围栏装置，包括P - OTDR模块和与之连接的一根传感光缆，所述P - OTDR模块包括顺序连接的控制单元、光脉冲发生器、1*2光分路器、光缆终端盒和光接收器，1x2光分路器外接光纤反射器，光缆终端盒连接传感光缆。
所述光缆终端盒设有光方向耦合器、光起偏/检偏器，光方向耦合器的公共端口连接光起偏/检偏器，光方向耦合器的另外两个端口中的一个端口通过1x2光分路器连接光脉冲发生器输出端，另一个端口连接光接收器输入端，光起偏/检偏器与传感光缆中的一根光纤连接。
所述控制单元采用嵌入式系统，本例为DSP系统。
所述光脉冲发生器为F-P型的LD光源。
所述光方向耦合器为光环形器或光分路器，本例为光环形器。
所述光接收器为APD光电探测器或PIN光电探测器，本例为APD光电探测器。
所述传感光缆为通信用的单模光缆。
所述光纤反射器可以将LD光源的一部分输出光信号反射回到F-P型的LD光源中。
光脉冲发生器输出的随机偏振光信号经光方向耦合器输出到光起偏/检偏器中，起偏后的光信号送到传感光缆的一根光纤中；从传感光纤中返回的瑞利散射信号被送到光起偏/检偏器中，被检偏后的信号经光方向耦合器，送到光接收器。
使用两根普通光纤跳缆将光方向耦合器的两个端口分别连接至OTDR模块的光脉冲发生器输出端、光接收器输入端。
光脉冲发生器使用F-P型的LD光源，用一个光纤反射器将LD光源的一部分输出光信号反射回到LD中，使得在LD的F-P腔中发生自相干作用，最终使得光脉冲发生器输出的光脉冲信号为随机偏振光，而未经以上处理过程的F-P型LD的输出光信号为线偏振光。线偏振光经普通光纤跳缆连接至光起偏/检偏器进行起偏时，如果光纤跳缆发生形变扰动，起偏器输出光功率将因此受到干扰，使P-OTDR工作受到干扰；而对于随机偏振光，则没有以上弊端。
P-OTDR可以测量传感光纤线路上各点偏振态的变化，当传感光纤线路上某一点的弯曲状态发生变化时，该点的偏振态将会发生变化，通过比较光纤线路上各点被弯曲前后的后向散射信号的强度，可以获得光纤线路上各点弯曲状态发生变化的信息，从而感知光纤围栏上的入侵活动及入侵位置。
Claims (4)
1.一种形变式光纤围栏装置，其特征是，包括P - OTDR模块和与P - OTDR模块连接的一根传感光缆，所述P - OTDR模块包括顺序连接的控制单元、光脉冲发生器、1x2光分路器、光缆终端盒和光接收器，1x2光分路器外接光纤反射器，光缆终端盒连接传感光缆，所述光缆终端盒设有光方向耦合器、光起偏和检偏器，光方向耦合器的公共端口连接光起偏和检偏器，采用两根普通光纤跳缆将光方向耦合器的一个端口通过1x2光分路器连接光脉冲发生器输出端，另一个端口连接光接收器输入端，光起偏和检偏器与传感光缆中的一根光纤连接，光脉冲发生器输出的随机偏振光信号经光方向耦合器输出到光起偏和 检偏器中，起偏后的光信号送到传感光缆的一根光纤中；从传感光纤中返回的瑞利散射信号被送到光起偏和 检偏器中，被检偏后的信号经光方向耦合器，送到光接收器，光脉冲发生器使用F-P型的LD光源，用一个光纤反射器将LD光源的一部分输出光信号反射回到LD中，使得在LD的F-P腔中发生自相干作用，最终使得光脉冲发生器输出的光脉冲信号为随机偏振光。
2.根据权利要求1所述的形变式光纤围栏装置，其特征是，所述光方向耦合器为光环形器或光分路器。
3.根据权利要求1所述的形变式光纤围栏装置，其特征是，所述光接收器为APD光电探测器或PIN光电探测器。
4.根据权利要求1所述的形变式光纤围栏装置，其特征是，所述传感光缆为通信用的单模光缆。
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