[实用新型]一种防区式光纤周界防范预警系统

说明书

技术领域

本实用新型是一种防区式光纤周界防范预警系统。涉及机械振动的测量、冲击的测量和管道系统技术领域。

背景技术

目前常见的安全防范技术有主动红外对射，被动红外探测、数字微波、振动电缆、振动光缆、智能视频等。经过多年的发展，这些技术已经基本成熟，并且在重要军事目标，银行、博物馆、高档小区，油气站场等场合得到应用，提升了这些区域的安全防御水平。由于技术水平、成本及应对等问题的存在，这些安全方法技术基本都采用防区的方式进行布防。每个防区在几十到几百米之间，连续布防，从而实现大型设施的周界安全防范。

光纤周界预警由于使用光缆，可以转角敷设，适合在不规则的周界布设。国内外目前应用的光纤周界预警系统多是基于多模光纤模间干涉原理研制，该方法通常都是防区式布设，只监测不定位。而且需要分防区安装，另外布设通信和供电线缆。安装施工成本相对较高。

目前的管道光纤预警技术主要采用Mach-Zehnder干涉进行，适合长距离监测。对于站场这样的短距离监测，存在成本高，定位不准。无法应用于重要区域的周界防护。

《光学技术》第34卷第2期“全光纤周界安全防范系统”公开了一种全光纤周界安全防范系统，可进行防区的周界安全防范，但不能进行多防区的周界安全防范。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种定位精度高、精确确定位置、短距离周界防御中使用、施工简单、成本低的防区式光纤周界防范预警系统。

本实用新型提出了一种防区式的光纤预警系统，可以实现对外界入侵的实时监测和报警。系统监控主机1，通过两根普通传输光纤3和传输光纤II4将各个防区单元2串联起来，如图1所示。每个防区的长度，可以按照安全防范的要求设定可以为50米，100米或200米。根据需要防区的数目任意设置，最大可达100个。

其中单一防区的实现方法如图2所示。

每个防区由4根光纤构成，5号光纤和6号光纤构成传感臂，7号光纤和8号光纤为传输臂。5号光纤和6号光纤并联，两端各接光纤耦合器I9和光纤耦合器II10，光纤耦合器I9另一端接8号光纤，光纤耦合器II10另一端接7号光纤。光的传播方向为从7号光纤进入，在光纤耦合器II10处被为两束光分别在5号光纤和6号光纤中传播，在光纤耦合器I9被合成一束在8号光纤中传播。其中光纤耦合器I9和光纤耦合器II10均为分光比1∶1的均分型耦合器。当有外界扰动时，两传感臂5号光纤和6号光纤中传播的光信号相位被改变，通过耦合器I9后发生干涉，8号光纤中传播的光为干涉后的光信号。根据干涉理论可知，发生干涉的光信号强度发生变化，通过监测并解调光强的变化就可以判断该防区是否有扰动发生。

系统布防时将系统监控主机1引出的光纤端口I16和光纤端口II17和传输光纤I3和传输光纤II4相连。然后通过非均分光纤耦合器I18和非均分光纤耦合器II19将防区2的7号光纤和8号光纤相熔接(见图4)。

对信号进行解调的主机结构如图3所示。系统由光源S11，声光调制器AOM12及光电检测器D13、模数转换器A/D14、信号处理计算机PC15组成。

光源S11发出的激光被声光调制器12接收，声光调制器12输出接光纤端口16，光纤端口I16接光纤端口II17，光纤端口II17输出依次串接光电检测器D13、模数转换器A/D14、信号处理计算机PC15。

光源S11发出的激光经过声光调制器12被调制成脉冲光，进入光纤端口I16。从光纤端口II17传回监控主机1的光，在光电探测器D13被感知转换为电信号后在模数转化器A/D14被转化为计算机可以处理的数字信号，信号处理计算机PC15将采集到的扰动信号进行智能分析和处理。判断各防区是否有入侵信号，并及时报警显示。

本实用新型适用于任意连续的周界的安全防护，特别适合于形状不规则、具有防爆、防雷要求的场合。同时该设备可以实现管道站场周界的复合防护，保障了周界安全防护的有效性。该实用新型的应用将为管道站场的安全防护提供一套经济、简便的技术手段，使用一根光缆实现了多防区，避免站场安装时，敷设电缆时的二次开挖。

本实用新型解决了各种防区式周界预警设备，需要另外敷设通信和供电线缆，完成设备组网，实现集中监控、集中报警所带来的施工复杂、成本高的问题。

本实用新型通过时分复用实现了通过一套监控设备实现多个防区的实时监控，实现低成本的周界安全防范。