CN110243456A - 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 - Google Patents
一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110243456A CN110243456A CN201910665807.XA CN201910665807A CN110243456A CN 110243456 A CN110243456 A CN 110243456A CN 201910665807 A CN201910665807 A CN 201910665807A CN 110243456 A CN110243456 A CN 110243456A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- coupler
- vibration detecting
- defence area
- single mode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 6
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- 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
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，其光源的出线接入一个1x2耦合器，1x2耦合器的出线分别与光电转换器和一根单模通信光纤连接，分段的若干单模通信光纤将全部待监控防区环绕，任意两根单模通信光纤间的节点接入1xN耦合器，1xN耦合器的其余出线与若干根多模光纤连接，每个多模光纤连接一个反射器，形成一个振动探测单元，任意一个监控防区形成由若干振动探测单元组成的振动探测单元组。每个振动探测单元组对一个防区进行振动监控，实现分区探测，并实现振动事件的空间初步定位，定位精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于监控系统领域的基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置。
背景技术
目前入侵监控的手段主要以电子围栏、分布式光纤振动监控系统、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，因其功耗较大，无法在野外或者危险品集中的要求绝对无源的地方部署；分布式光纤振动监控系统的监控范围可以很长，但是其定位能力偏弱，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控系统只能在小监控区域范围的应用条件下使用，主要用以判断监控区域内是否有侵入行为，当需要确定具体侵入位置时其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
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，它基于光纤振动探测原理，并能够应用于大范围长距离的区域监控，实现监控区域的分区定位。
实现上述目的的一种技术方案是：一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，包括信号处理单元以及分别与信号处理单元连接的光源和光电转换器；
所述光源的出线接入一个1x2耦合器，所述1x2耦合器的出线分别与所述光电转换器和一根单模通信光纤连接，所述单模通信光纤接入一个1xN耦合器，所述1xN耦合器的一根出线与另一根单模通信光纤连接，所述1xN耦合器的其余出线与若干根多模光纤连接，每个所述多模光纤连接一个反射器，形成一个振动探测单元；所述1xN耦合器的单模通信光纤出线作为下一个1xN耦合器的进线母线，该1xN耦合器的出线连接结构与前述1xN耦合器的出线连接结构一致，若干个所述1xN耦合器依次连接。
进一步的，所述单模通信光纤环绕设置于全部待监控防区的范围内，任意一个所述1xN耦合器设置于单模通信光纤的路径上的任意一个待监控防区处。
进一步的，所述振动探测单元设置于所述待监控防区的分区的特定具体监控位置。
进一步的，所述光源采用激光脉冲光源。
本发明的一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，包括信号处理单元、分别与信号处理单元连接的光源和光电转换器，光源的出线接入一个1x2耦合器，1x2耦合器的出线分别与光电转换器和一根单模通信光纤连接，分段的若干单模通信光纤将全部待监控防区环绕，任意两根单模通信光纤间的节点接入1xN耦合器，1xN耦合器的其余出线与若干根多模光纤连接，每个多模光纤连接一个反射器，形成一个振动探测单元，一个1xN耦合器引出的全部振动探测单元形成监控模块，任意一个监控防区分区由若干监控模块组合监控。本发明的一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，采用依次设置的1×N耦合器对同一套激光器发送器和一套光电探测探测器进行复用，用单模光纤将信号输传输到不同长度的多模光纤上，光源采用激光脉冲方式，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一连串的脉冲，每个脉冲代表一个分区，实现分区探测，并实现振动事件的空间初步定位，定位精度高。
附图说明
图1为本发明的一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置的结构示意图；
图2为本发明的一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置的1xN耦合器及监控模块的结构示意图；
图3为本发明的一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置的一种实现方式；
图4为本发明的一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置的另一种实现方式。
具体实施方式
请参阅图1，为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：
现有技术的光纤振动探测系统，采用依次连接的若干根振动传感光缆环绕待监控区域，从而实现对待监控区域的侵入监控。若仅仅通过传感光缆的信号差来对侵入具体位置进行判定，其误差较大，易造成误判，难以满足大范围长距离的区域监控需求。若需要对大范围待监控区域进行监控，通常采用的方法为在待监控分区的附近单独设置一个振动光缆数据采集器，当该监控分区的振动传感光缆被触发时，将信号单独传输给该监控分区的振动光缆数据采集器，再由该振动光缆数据采集器向监控中心发送具体位置指令和信号信息。该种方法需要在每个监控分区分别设置振动光缆数据采集器，成本高，维护难度大，且当监控分区现场要求无源，或者电磁干扰信号强，或者由于其他原因造成信号传输障碍时难以实现。
请参阅图1和图2，本发明的一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，包括信号处理单元1以及分别与信号处理单元连接的光源2和光电转换器3。信号处理单元1为控制整个探测装置的核心控制设备，其实现方式为设置在监控中心的监控主机，可控制光源2的启闭，同时接收光电转换器3发回的信号。光电转换器3将光纤传输的光信号转化为供信号处理单元1读取的电信号。光源2采用激光脉冲光源，对外发出的是激光脉冲光信号。
光源2的出线接入一个1x2耦合器4，1x2耦合器4的出线分别与光电转换器3和一根单模通信光纤连接5连接。若干根相互连接的单模通信光纤5环绕设置于全部待监控防区的范围内，在单模通信光纤5的节点处设置一个1xN耦合器6，对应一个待监控防区的分区。单模通信光纤5为信号传输光纤，其作用在于，将光源2的激光脉冲信号向各个待监控防区的分区传输。
对于任意一个1xN耦合器6，除了成为下一个1xN耦合器6的母线之外的单模通信光纤5出线，其余出线都与多模光纤7连接。每个多模光纤7的末端连接一个反射器8，形成一个振动探测单元，振动探测单元设置于待监控防区的分区的具体监控位置。多模光纤7即为实际对入侵振动进行监测的振动传感光缆。一个1xN耦合器6引出的若干个振动探测单元为一个监控模块9。请参阅图3和图4，该监控模块9可以相互首尾相连的设置，形成对一个大范围长距离待监控防区的整体监控，也可以独立存在或者个别组合，形成不同大小的相对独立的待监控防区分区。
当任意振动探测单元被触发后，一个不同于光源2所发出的异化光脉冲先经由多模光纤7传输到1xN耦合器6，再经由单模通信光纤5向光电转换器3传输，转变为电子信号后，先由信号处理单元1对该异化光脉冲进行基于入侵信号规制的判别，以区分此为正常振动还是入侵振动，再根据异化光脉冲返回时间的不同而得到的不同连续脉冲波规律，该规律下每个脉冲代表一个分区的振动探测单元组成的监控模块，从而具体确定入侵位置。
本发明的基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，无需在监控分区现场使用多个光缆数据采集器，通过单模通信光纤和多模光纤的组合，对于单一个激光电路和一套光电转换系统进行复用，实现了大范围长距离多分区区域监控。本发明采用了模块化安装结构，可根据待监控区域的具体情况进行相应调整，安装便捷高效。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (4)
1.一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置，包括信号处理单元以及分别与信号处理单元连接的光源和光电转换器，其特征在于：
所述光源的出线接入一个1x2耦合器，所述1x2耦合器的出线分别与所述光电转换器和一根单模通信光纤连接，所述单模通信光纤接入一个1xN耦合器，所述1xN耦合器的一根出线与另一根单模通信光纤连接，所述1xN耦合器的其余出线与若干根多模光纤连接，每个所述多模光纤连接一个反射器，形成一个振动探测单元；所述1xN耦合器的单模通信光纤出线作为下一个1xN耦合器的进线母线，该1xN耦合器的出线连接结构与前述1xN耦合器的出线连接结构一致，若干个所述1xN耦合器依次连接。
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，所述单模通信光纤环绕设置于全部待监控防区的范围内，任意一个所述1xN耦合器设置于单模通信光纤的路径上的任意一个待监控防区的分区处。
3.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，所述振动探测单元设置于所述待监控防区的分区的具体监控位置。
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，所述光源采用激光脉冲光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910665807.XA CN110243456A (zh) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910665807.XA CN110243456A (zh) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110243456A true CN110243456A (zh) | 2019-09-17 |
Family
ID=67893224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910665807.XA Pending CN110243456A (zh) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110243456A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111829645A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-27 | 南昌航空大学 | 一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996008695A1 (en) * | 1994-09-13 | 1996-03-21 | Future Fibre Technologies Pty. Ltd. | Optical sensors and method for producing fibre optic modalmetric sensors |
| CN101937602A (zh) * | 2009-07-02 | 2011-01-05 | 上海华魏光纤传感技术有限公司 | 多场地光纤振动入侵监测装置 |
| CN102034327A (zh) * | 2009-09-24 | 2011-04-27 | 上海华魏光纤传感技术有限公司 | 一种多防区定位型光纤振动入侵探测系统 |
| CN106652285A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-05-10 | 上海广拓信息技术有限公司 | 分布式多防区振动光纤周界报警系统以及周界监测方法 |
| CN206649621U (zh) * | 2017-03-24 | 2017-11-17 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 光纤周界安防系统 |
| CN107525579A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-12-29 | 国网上海市电力公司 | 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 |
| CN210119289U (zh) * | 2019-07-23 | 2020-02-28 | 国网上海市电力公司 | 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 |
-
2019
- 2019-07-23 CN CN201910665807.XA patent/CN110243456A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996008695A1 (en) * | 1994-09-13 | 1996-03-21 | Future Fibre Technologies Pty. Ltd. | Optical sensors and method for producing fibre optic modalmetric sensors |
| CN101937602A (zh) * | 2009-07-02 | 2011-01-05 | 上海华魏光纤传感技术有限公司 | 多场地光纤振动入侵监测装置 |
| CN102034327A (zh) * | 2009-09-24 | 2011-04-27 | 上海华魏光纤传感技术有限公司 | 一种多防区定位型光纤振动入侵探测系统 |
| CN106652285A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-05-10 | 上海广拓信息技术有限公司 | 分布式多防区振动光纤周界报警系统以及周界监测方法 |
| CN206649621U (zh) * | 2017-03-24 | 2017-11-17 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 光纤周界安防系统 |
| CN107525579A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-12-29 | 国网上海市电力公司 | 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 |
| CN210119289U (zh) * | 2019-07-23 | 2020-02-28 | 国网上海市电力公司 | 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111829645A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-27 | 南昌航空大学 | 一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统 |
| CN111829645B (zh) * | 2020-07-31 | 2022-03-01 | 南昌航空大学 | 一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2003252785B2 (en) | Multi-function security sensor cable with fiber-optic security sensor and system with integrated secure data transmission and power cables | |
| CN202513670U (zh) | 智能变电站辅助控制系统 | |
| CN102946270A (zh) | 光频域反射式光纤网络测试方法 | |
| CN101715153A (zh) | 混合波分时分复用无源传感光网络 | |
| CN102394005B (zh) | 基于光纤通讯环网的局部放电测量数据传输系统及其控制方法 | |
| CN100589142C (zh) | 一种分布式光纤温度监测系统 | |
| CN104913840A (zh) | 一缆式光纤振动报警系统 | |
| CN110243456A (zh) | 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 | |
| CN107070544A (zh) | 光组件、采用该光组件的探测设备及判定方法 | |
| CN210119289U (zh) | 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 | |
| CN202600875U (zh) | 一种防区式光纤周界防范预警系统 | |
| CN107525579A (zh) | 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 | |
| CN109302229A (zh) | 一种基于波分复用的多路光缆安全预警系统 | |
| CN105278058B (zh) | 具有光时域信号反射功能的光网络单元三向光组件 | |
| CN206440403U (zh) | 通信机房的光纤光栅测温系统 | |
| CN201965710U (zh) | 一种周界防入侵系统及防护设施 | |
| CN103259609A (zh) | 一种点式高压输电线路光纤检测网络 | |
| CN205941779U (zh) | 输电线路故障点定位系统 | |
| CN206402230U (zh) | 光组件、采用该光组件的探测设备 | |
| CN110050418A (zh) | 用于飞行器的嵌入式光环形通信网络 | |
| CN210402615U (zh) | 一种光纤型电缆防外破报警装置 | |
| CN107399342A (zh) | 一种铁路周界人为入侵确定方法、装置及系统 | |
| CN209327617U (zh) | 一种基于跳纤的光学序列识别系统及光缆接头盒 | |
| CN205941780U (zh) | 输电线路故障定位系统 | |
| CN206862395U (zh) | 一种大容量三角式无源光纤自诊断传感网络结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |