[发明专利]基于光栅阵列不饱和干涉的调节方法及分布式周界系统

说明书

本发明公开了一种基于光栅阵列不饱和干涉的调节方法，包括以下步骤：将激光转换为光脉冲发送给光纤光栅阵列，该光纤光栅阵列包括均匀分布的多个弱光栅，相邻弱光栅之间为传输光纤；将经光纤光栅阵列反射后的光分为两路，并对其中一路光进行延时，之后两路光再合路，其中一路中经弱光栅反射的光与另一路中传输光纤的瑞利信号反射光产生不饱和干涉；通过调节光脉冲宽度来调整传感光纤的瑞利信号的反射宽度，以调节不饱和干涉的程度。本发明可实现光纤传感系统的灵敏度的动态调节，进而实现了一种大动态的入侵探测系统，极具应用价值。

技术领域

本发明涉及光纤传感领域，尤其涉及一种基于光栅阵列不饱和干涉的调节方法及分布式周界系统。

背景技术

自周界安防系统发明以来，已经经历过几代产品的更迭。目前在使用的周界安防系统有高压式电子围栏、感应式电子围栏、红外对射周界系统、视频周界系统、光纤光栅周界安防系统和分布式光纤周界安防系统等多个产品。

随着周界安防系统的发展，客户对于周界安防系统的时效性和报警准确性提出了越来越高的要求。高压式电子围栏和感应式电子围栏容易受到树木、栅栏等环境影响，布防困难；红外对射周界系统容易受到雨雾影响，误报率很高；视频周界系统存在时效性和镜头覆盖率问题；光纤光栅周界系统性能稳定，但是测量距离短；分布式光纤周界安防系统能实现分布式测量，由于光纤的干涉建立在普通光纤瑞利信号干涉的基础上，在干涉上，是改变干涉的有效宽度，但是瑞利信号干涉饱和度无法调节，因此灵敏度无法调节，即在工程现场只存在一种灵敏度，以及没有严格的物理定位能力，在工程现场应用时误报频繁。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中光学类周界系统现场灵敏度不可动态调节的缺陷，提供一种灵敏度可调的基于光栅阵列不饱和干涉的方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种基于光栅阵列不饱和干涉的调节方法，包括以下步骤：

将激光转换为光脉冲发送给光纤光栅阵列，该光纤光栅阵列包括均匀分布的多个弱光栅，相邻弱光栅之间为传输光纤；

将经光纤光栅阵列反射后的光分为两路，并对其中一路光进行延时，之后两路光再合路，其中一路中经弱光栅反射的光与另一路中传输光纤的瑞利信号反射光产生不饱和干涉；

通过调节光脉冲宽度来调整传感光纤的瑞利信号的反射宽度，以调节不饱和干涉的程度。

接上述技术方案，所述弱光栅为啁啾光栅。

接上述技术方案，弱光栅之间的间距在2-10m范围内。

本发明还提供了一种基于光栅阵列不饱和干涉的分布式周界系统，包括激光器、光脉冲产生器、光环形器、光纤光栅阵列、干涉仪、光电探测器、采集卡、处理器和驱动电路；

光脉冲产生器接收激光器发出的激光，在驱动电路的驱动下产生光脉冲，并输出到环形器；环形器接收光脉冲后，通过输出端口输出到光纤光栅阵列，该光纤光栅阵列包括均匀分布的多个弱光栅，相邻弱光栅之间为传输光纤；光纤光栅阵列按照光脉冲先后到达的次序顺序反射脉冲光至环形器回光端，环形器接收光纤光栅阵列反射光再由回光端输出到干涉仪；

干涉仪接收环形器回光端的光信号，并将光信号分成两路，对其中一路光进行延时，再对两路光进行合路，其中一路中经弱光栅反射的光与另一路中传输光纤的瑞利信号反射光产生不饱和干涉，干涉后的光信号输出到光电探测器；驱动电路还用于调节光脉冲发生器的光脉冲宽度来调整传感光纤的瑞利信号的反射宽度，以调节不饱和干涉的程度；

光电探测器接收干涉后的光信号，转换为对应的电信号，然后输出到采集卡；采集卡通过触发信号控制光脉冲发出，同时采集光电探测器的电信号；采集的电信号经过采集卡内部的数字滤波和对应算法处理后传输给处理器；

处理器对采集信号进行解调。