CN107525579A - 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 - Google Patents

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CN107525579A CN201710600270.XA CN201710600270A CN107525579A CN 107525579 A CN107525579 A CN 107525579A CN 201710600270 A CN201710600270 A CN 201710600270A CN 107525579 A CN107525579 A CN 107525579A
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周韫捷
顾黄晶
张屹
凌立勇
沈磊
胡嘉骏
何邦乐
叶志豪
严其强
张斌斌
火亮
王平羽
王敏
杨月仲
刘畅
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    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G01H9/004—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors
    • G—PHYSICS
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    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
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Abstract

本发明涉及一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，包括基础信号探测模块、至少一个1×N的分支器、信号传输线路和振动监测单元，所述的基础信号探测模块与信号传输线路连接，所述的信号传输线路与1×N的分支器的输入连接；所述的1×N的分支器其中一个输出端与振动监测单元，用于振动信号探测；所述的1×N的分支器其中一个输出端与信号传输线路，作为下一个振动探测单元的通讯母线。与现有技术相比，本发明实现了对超大范围对象实现分区定位振动(入侵)监测的需求等优点。

Description

一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置
技术领域
本发明涉及地下电缆、管廊、隧道防外力破坏监测以及重要区域(如国防边境、油库、危险品仓库)的防入侵监测，尤其是涉及一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置。
背景技术
目前入侵监测的手段主要以电子围栏、分布式光纤振动监测系统、红外对射、激光对射为主。但以上技术都有部署的局限性，例如电力围栏、红外对射、激光对射这类系统的功耗较大无法在野外或者危险品集中的要求绝对无源的地方部署；分布式光纤振动监测系统的监测范围可以很长但是定位能力偏弱，因为该系统的定位精度往往大于500米而且光纤在铠装层中有3‰～5‰的余长，再加上部署时光缆不可能紧绷严格按照路径部署，使得分布式光纤振动监测系统的定位精度往往在实际长距离应用中大于技术要求，无法满足应用要求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，包括基础信号探测模块、至少一个1×N的分支器、信号传输线路和振动监测单元，所述的基础信号探测模块与信号传输线路连接，所述的信号传输线路与1×N的分支器的输入连接；
所述的1×N的分支器其中一个输出端与振动监测单元，用于振动信号探测；
所述的1×N的分支器其中一个输出端与信号传输线路，作为下一个振动探测单元的通讯母线；
依次采用多个1×N的分支器对同一套基础信号探测模块进行复用，用信号传输线路将信号传输到不同长度的振动监测单元上，实现分区探测。
所述的基础信号探测模块包括信号处理单元、光源、光电转换器、第一单模光纤和第一1×2分支器，所述的信号处理单元分别与光源、光电转换器连接，所述的第一1×2分支器分别与光源、光电转换器、第一单模光纤连接，所述的第一单模光纤与信号传输线路连接。
所述的信号传输线路为第二单模光纤。
所述的1×N的分支器为第二1×2分支器，所述的第二1×2分支器的输出一端接单模通讯光纤，作为下一个振动探测单元的通讯母线；输出另一端接振动监测单元。
所述的振动监测单元包括依次连接的第三单模光纤、多模光纤和反射镜。
所述的光源为激光发送器，所述的光电转换器为光电探测器，激光采用脉冲方式，由于不同防区之间的距离不同，一个光脉冲通过不同长度的光路返回时，返回的时间不一样，从而在光电探测端测到为一连串的脉冲，每个脉冲代表一个分区，推构成多分区振动探测装置。
与现有技术相比，本发明由单模光纤作为信号传输线路，由多模光纤构成振动监测单元，一个1×N分支/耦合器对一套激光驱动电路和一套光电转换及放大进行复用，实现了对超大范围对象实现分区定位振动(入侵)监测的需求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明多防区结构原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，包括基础信号探测模块1、至少一个1×N的分支器3、信号传输线路2和振动监测单元4，所述的基础信号探测模块1与信号传输线路2连接，所述的信号传输线路2与1×N的分支器3的输入连接；
所述的1×N的分支器3其中一个输出端与振动监测单元4，用于振动信号探测；所述的1×N的分支器3其中一个输出端与信号传输线路2，作为下一个振动探测单元的通讯母线；依次采用多个1×N的分支器3对同一套基础信号探测模块1进行复用，用信号传输线路将信号传输到不同长度的振动监测单元上，实现分区探测。
所述的基础信号探测模块1包括信号处理单元11、光源12、光电转换器13、第一单模光纤和第一1×2分支器14，所述的信号处理单元11分别与光源12、光电转换器13连接，所述的第一1×2分支器14分别与光源12、光电转换器13、第一单模光纤连接，所述的第一单模光纤与信号传输线路2连接。所述的信号传输线路2为第二单模光纤。所述的1×N的分支器3为第二1×2分支器，所述的第二1×2分支器的输出一端接单模通讯光纤，作为下一个振动探测单元的通讯母线；输出另一端接振动监测单元。所述的振动监测单元4包括依次连接的第三单模光纤41、多模光纤42和反射镜43。
依次类采用1个1×N的分支(耦合)器对同一套激光器发送器和一套光电探测器复用，用单模光纤将信号输传输到不同长度的多模光纤上，实现分区探测，并实现振动事件的空间初步定位，激光采用脉冲方式，这样，由于不同防区之间的距离不同，一个光脉冲通过不同长度的光路返回时，返回的时间不一样，从而在光电探测端测到是一连串的脉冲，每个脉冲代表一个分区，这样就推构成多分区振动探测装置。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，其特征在于，包括基础信号探测模块、至少一个1×N的分支器、信号传输线路和振动监测单元，所述的基础信号探测模块与信号传输线路连接，所述的信号传输线路与1×N的分支器的输入连接；
所述的1×N的分支器其中一个输出端与振动监测单元，用于振动信号探测；
所述的1×N的分支器其中一个输出端与信号传输线路，作为下一个振动探测单元的通讯母线；
依次采用多个1×N的分支器对同一套基础信号探测模块进行复用，用信号传输线路将信号传输到不同长度的振动监测单元上，实现分区探测。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，其特征在于，所述的基础信号探测模块包括信号处理单元、光源、光电转换器、第一单模光纤和第一1×2分支器，所述的信号处理单元分别与光源、光电转换器连接，所述的第一1×2分支器分别与光源、光电转换器、第一单模光纤连接，所述的第一单模光纤与信号传输线路连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，其特征在于，所述的信号传输线路为第二单模光纤。
4.根据权利要求1所述的一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，其特征在于，所述的1×N的分支器为第二1×2分支器，所述的第二1×2分支器的输出一端接单模通讯光纤，作为下一个振动探测单元的通讯母线；输出另一端接振动监测单元。
5.根据权利要求1所述的一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，其特征在于，所述的振动监测单元包括依次连接的第三单模光纤、多模光纤和反射镜。
6.根据权利要求2所述的一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，其特征在于，所述的光源为激光发送器，所述的光电转换器为光电探测器，激光采用脉冲方式，由于不同防区之间的距离不同，一个光脉冲通过不同长度的光路返回时，返回的时间不一样，从而在光电探测端测到为一连串的脉冲，每个脉冲代表一个分区，推构成多分区振动探测装置。
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