[发明专利]一种基于光纤光栅的地面磁场监测系统及方法

说明书

本发明的实施例提供了一种基于光纤光栅的地面磁场监测系统及方法，系统包括依次连接的脉冲光发生单元、光纤光栅传感单元及光信号处理单元；脉冲光发生单元用于产生脉冲光，并将该脉冲光传输至光纤光栅传感单元；光纤光栅传感单元埋设在地面表层下，且用于根据接收的脉冲光在不同位置反射多个光信号，并将多个光信号均传输至光信号处理单元；光信号处理单元，用于将接收的光信号转化为电信号，并根据电信号对地面磁场进行监测。本发明提高了对地面磁场监测及判断的准确性及可靠性，有效减少了地面磁场震动误报，实现了对地面磁场变化的提前告警。

技术领域

本发明涉及地面磁场监测技术领域，具体涉及一种基于光纤光栅的地面磁场监测系统及方法。

背景技术

光纤光缆由于其光传导的特性被大量应用于各行各业中，除应用于通信以外，还作为感知设备进行外界物理量变化的感知，例如温度、应力、振动及应力的变化等；而在城市中，光纤光缆又被作为用于检测地面震动的传感设备，即通过地面磁场的变化获取地面的震动情况，从而对管道破坏等行为提前进行告警。

目前通过光纤传感技术感知地面振动主要的技术方式是通过光纤收集地面的振动信号，以及通过振动信号从而判断地面的振动源。但此种方式无法感知振动源的振动强度的实际大小，即存在振动较大的源在较远的距离和振动较小的源在较近的距离的光纤感受到振动强度相似，进而导致误报。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于光纤光栅的地面磁场监测系统及方法，通过不同位置的振动信号准确判断地面的振动源的振动强度，进而提高了对地面磁场监测及判断的准确性及可靠性，有效减少了地面磁场震动误报，实现了对地面磁场变化的提前告警。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于光纤光栅的地面磁场监测系统，所述系统包括：依次连接的脉冲光发生单元、光纤光栅传感单元及光信号处理单元；

所述脉冲光发生单元，用于产生脉冲光，并将该脉冲光传输至所述光纤光栅传感单元；

所述光纤光栅传感单元埋设在地面表层下，且用于根据接收的脉冲光在不同位置反射多个光信号，并将所述多个光信号均传输至所述光信号处理单元；

所述光信号处理单元，用于将接收的光信号转化为电信号，并根据所述电信号对地面磁场进行监测。

进一步的，所述光纤光栅传感单元包括：埋设于地面表层下的传感光纤，以及分设在所述传感光纤的传感范围内的多个光纤光栅传感器，且各光纤光栅传感器与所述脉冲光发生单元间的距离均不相同；

所述传感光纤，用于接收所述脉冲光发生单元传输的脉冲光；

所述光纤光栅传感器，用于在所述传感光纤接收脉冲光时，反射光信号，且各所述光纤光栅传感器分别将光信号传输至所述光信号处理单元。

进一步的，所述传感光纤上远离所述脉冲光发生单元的一端设有镜面反射设备；

所述镜面反射设备，用于所述传感光纤在接收所述脉冲光发生单元传输的脉冲光后，将所述脉冲光进行镜面反射，得到反射光信号，并将所述反射光信号发送至所述光信号处理单元。

进一步的，所述光信号处理单元包括：依次连接的光纤探测器、信号采集卡及信号处理器；

所述光纤探测器，用于接收所述光纤光栅传感单元反射的光信号，并将所述光信号转化为电信号，以及将所述电信号发送至信号采集卡；

所述信号采集卡，用于将接收的所述电信号发送至所述信号处理器；

所述信号处理器，用于根据接收的所述电信号对地面磁场进行监测，以及确定引起当前磁场变化的场景。

进一步的，所述脉冲光发生单元包括：相互连接的宽线宽频激光器及光纤放大器；