[发明专利]基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备

说明书

本发明公开了一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备，其特征在于，包括依次连接的窄线宽激光器、基于3×3光纤耦合器的迈克尔逊光纤干涉仪、第一波分复用器WDM‑1、第二波分复用器WDM‑2、缠绕光纤的压电陶瓷PZT和设有第一光电探测器PD1及第二光电探测器PD2解调电路板。这种装置采用光纤干涉仪检测和解调传感光缆上的入侵行为振动信号并采用PZT模拟输出该振动信号，能实现分布式光纤振动传感器模式识别训练更好的数据源覆盖性。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术，尤其是用于分布式光纤振动传感器入侵信号模式识别训练的辅助设备，具体是一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备。

背景技术

分布式光纤振动传感器设备可用于光纤围栏、光缆物理安全监控等领域，可极大降低安全巡查的难度。光纤围栏设备最受关注的性能主要集中在预警监测的虚警率，目前普遍采用场景模式识别技术降低周界安防设备的虚警率。模式识别软件的性能提升和验证方法一般是通过外场采集入侵信号和环境噪声信号进行现场验证，或对存储的采集信号进行模式识别训练；采用外场模式识别训练的方式在时间上往往难以长期保障，采用存储的采集信号进行模式识别训练的方式又存在信息量有限、模式识别训练覆盖性不好的问题，使得光纤围栏模式识别训练条件得不到有效保障。

发明内容

本发明的目的是针对光纤围栏现有模式识别训练条件保障技术的不足，而提供一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备。这种设备能实现将外场传感光缆上的入侵信号保真复制，接入待测传感光缆的任意位置模拟输出入侵信号用于模式识别训练。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备，包括依次连接的窄线宽激光器、基于3×3光纤耦合器的迈克尔逊光纤干涉仪、第一波分复用器WDM-1、第二波分复用器WDM-2、缠绕光纤的压电陶瓷PZT和设有第一光电探测器PD1及第二光电探测器PD2的解调电路板，其中，窄线宽激光器输出高相干的激光接入3×3光纤耦合器的1端口并分成三束，分别由3×3光纤耦合器的4、5、6端口输出，3×3光纤耦合器的4端口连接第一波分复用器WDM-1的透射端口，第一波分复用器WDM-1的反射端与第一光接口X1连接，第一波分复用器WDM-1的公共端与第二光接口X2连接，第二光接口X2通过外置传感光缆或光纤跳线连接第三光接口X3，第三光接口X3与缠绕光纤的压电陶瓷PZT的光输入端连接，缠绕光纤的压电陶瓷PZT的光输出端与第二波分复用器WDM-2的公共端连接，第二波分复用器WDM-2的反射端连接第四光接口X4，第二波分复用器WDM-2的透射端连接第一法拉第磁旋转反射镜FRM-1将窄线宽激光原路反射回3×3光纤耦合器作为探测光信号，由3×3光纤耦合器6端口输出、进入与3×3光纤耦合器6端口连接的第二法拉第磁旋转反射镜FRM-2并被反射回3×3光纤耦合器的窄线宽激光作为参考光信号，此外，3×3光纤耦合器的2端口、3端口分别连接解调板上的第一光电探测器PD1、第二光电探测器PD2，解调板输出端与缠绕光纤的压电陶瓷PZT连接，经解调板输出电压控制信号进入缠绕光纤的压电陶瓷PZT。

所述窄线宽激光器的工作波长与第一光接口X1或第四光接口X4外接的光纤振动传感器内置激光器的工作波长至少相差0.8nm、频率间隔在100GHz以上。

所述第一波分复用器WDM-1和第二波分复用器WDM-2均设有公共端、透射端、反射端三个光纤端口，其中第一波分复用器WDM-1和第二波分复用器WDM-2的透射端的工作带宽覆盖窄线宽激光器的工作波长、反射端的工作带宽覆盖分别通过第一光接口X1、第四光接口X4外接分布式光纤振动传感器的工作波长。或第一波分复用器WDM-1和第二波分复用器WDM-2的反射端的工作带宽覆盖窄线宽激光器的工作波长、透射端的工作带宽覆盖分别通过第一光接口X1、第四光接口X4外接分布式光纤振动传感器的工作波长，此时3×3光纤耦合器的4端口连接第一波分复用器WDM-1的反射端口，第一波分复用器WDM-1的透射端与第一光接口X1连接，第二波分复用器WDM-2的透射端连接第四光接口X4，第二波分复用器WDM-2的反射端与第一法拉第磁旋转反射镜FRM-1连接。