專利名稱：光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)，主要用于測量被測物的微振動(dòng)位移以及微振動(dòng)速度，屬于光電子測試類領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國自改革開放后，經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，同時(shí)國內(nèi)外治安狀況也日趨復(fù)雜。各類重大的國事活動(dòng)和關(guān)系國計(jì)民生的重大工程項(xiàng)目都對安全技術(shù)防范系統(tǒng)提出了新的需求。如:由于電力線的高壓環(huán)境和對實(shí)時(shí)性的要求，一直沒有有效的技術(shù)防范手段，導(dǎo)致我國每年都因電力設(shè)施被盜而導(dǎo)致數(shù)億元的重大損失。光纖安全防范系統(tǒng)具有天然的抗電磁干擾的功能，可以有效的解決這一問題。對于各類大型工程項(xiàng)目，如:三峽水利工程，西氣東輸管道系統(tǒng)，2008年奧運(yùn)會(huì)的奧運(yùn)村和重要比賽場館的防護(hù)等等，分布式的光纖安全防范智能網(wǎng)絡(luò)都是提供安全保障的最佳解決方案之一。目前，我國現(xiàn)有的周界防范手段存在一定的缺點(diǎn)，主要是種類少，性能差，誤報(bào)率高，并且容易遭受雷擊，不能真正滿足我國對安全技術(shù)防范系統(tǒng)的需求。再有軍用倉庫、油庫、邊境線、軍事基地、軍工廠、軍用機(jī)場和營房等軍用設(shè)施周界，倉庫墻體，輸油輸氣管道，通信光纜等重要物資設(shè)備場所的安防，需要安排專人專物才能做到萬無一失，耗費(fèi)大量的人力物力。另外其中很多場合要求微振動(dòng)的測量傳感探頭不能帶電，能在電磁干擾的環(huán)境下工作，有一些要求必須是在線檢測，也就是在實(shí)際需要的環(huán)境下對測量方法提出新的要求。光纖周界防范系統(tǒng)可以有效地克服以上缺點(diǎn)，是未來周界防范技術(shù)發(fā)展的主要方向。而光纖振動(dòng)傳感器由于光纖本身具有抗電磁、抗輻照的特性能夠在電磁干擾的環(huán)境下工作，這是電振動(dòng)傳感器無法比擬的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在·于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)，既改善原有振動(dòng)傳感器的性能，又使制作工藝變得相對簡單。為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)，由終端、傳感光纜、引導(dǎo)光纜、主控儀和主控計(jì)算機(jī)等組成，所述終端是由N個(gè)終端盒組成，終端之間設(shè)為防區(qū)，終端盒之間布設(shè)傳感光纜；本光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)是利用激光、光纖傳感和光通信等高科技技術(shù)構(gòu)建的警戒網(wǎng)絡(luò)或者安全報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)光信號(hào)由激光器輸送進(jìn)光纖時(shí)，探測器會(huì)處理接收到的光信號(hào)的相位，假設(shè)傳感光纜沒有受到任何干擾或光的傳輸沒有變化，那么光信號(hào)的相位也將不發(fā)生變化；當(dāng)傳感光纖受到運(yùn)動(dòng)或震動(dòng)的干擾時(shí)，光信號(hào)的傳輸模式就會(huì)發(fā)生變化，運(yùn)動(dòng)、震動(dòng)、壓力都會(huì)導(dǎo)致形態(tài)被干擾而產(chǎn)生光信號(hào)相位的改變，主控儀對相位改變進(jìn)行探測，探測干擾的強(qiáng)度和類型，然后對探測到的信號(hào)進(jìn)行處理，再通過主控計(jì)算機(jī)的電子細(xì)分，迅速判斷振動(dòng)的性質(zhì)同時(shí)得到振動(dòng)的位置，從而知道距離的細(xì)微和準(zhǔn)確變化。所述主控計(jì)算機(jī)安裝有專用報(bào)警軟件，它通過高速數(shù)據(jù)卡將入侵信號(hào)采集裝置優(yōu)化后的信號(hào)采集并存入數(shù)據(jù)庫，運(yùn)用多種預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)分析手段對信號(hào)分析、比較、判斷、提取信號(hào)特征等方法進(jìn)行處理。所述主控計(jì)算機(jī)通過專用報(bào)警軟件實(shí)現(xiàn)對報(bào)警系統(tǒng)功能設(shè)置、報(bào)警數(shù)據(jù)采集判斷、顯示防區(qū)電子地圖、布防撤防、報(bào)警狀態(tài)信息記錄、值班人員信息記錄等功能。所述主控儀由外殼和光轉(zhuǎn)換器件、光路接口組成，主要用于對光纜接續(xù)、光信號(hào)轉(zhuǎn)換等光學(xué)器件的保護(hù)。主控儀的外殼采用工程塑料制作，安裝于室外環(huán)境，可適應(yīng)各種惡劣的自然環(huán)境，并具有防水密封性能。所述的傳感光纜采用通信光纜，可感應(yīng)作用在電纜上的振動(dòng)信號(hào)，將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成變化的光學(xué)物理量，如光強(qiáng)、偏振態(tài)、偏轉(zhuǎn)角、光信號(hào)頻率等，并將隱含以上變化的物理特性的光信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集設(shè)備，所述的傳感光纜布設(shè)的方式有:掛網(wǎng)、貼合、內(nèi)置、埋地等方法。由于使用了光纜作為傳感單元，外界的強(qiáng)電磁場、雷電等因素不會(huì)對系統(tǒng)產(chǎn)生影響，而且光纜具有成本低、抗紫外線、抗老化，可適用于不規(guī)則周界等特點(diǎn)，非常適合大范圍、長距離、環(huán)境條件惡劣的野外周界環(huán)境。所述引導(dǎo)光纜用于前端傳感單元與采集裝置之間的光路連接，弓丨導(dǎo)光纜采用無感的結(jié)構(gòu)和連接方法，其所經(jīng)過的區(qū)域中的干擾源不會(huì)對傳輸?shù)男盘?hào)造成影響。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明是新一代安全預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用光纖傳感技術(shù)和先進(jìn)的光電信號(hào)檢測技術(shù)，具有以下特點(diǎn):1、監(jiān)控距離長、范圍大，監(jiān)控器可以24小時(shí)連續(xù)、實(shí)時(shí)工作；2、無需外場供電；3、傳感光纜本質(zhì)安全，無電磁干擾；4、傳感光纜可同時(shí)集成光纖總線傳輸；5、可實(shí)現(xiàn)多手段聯(lián)動(dòng)，用戶軟硬件接口化；5、系統(tǒng)可檢測到由振動(dòng)引起的最小光纜應(yīng)變?yōu)?.1微米，實(shí)現(xiàn)零漏警率。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中所述:1、N 終〗而盒，2、C終〗而盒，3、B終〗而盒，4、傳感光纜，5、A終〗而盒，6、引導(dǎo)光纜，7、主控儀，8、主控計(jì)算機(jī)，9、N防區(qū)，10、B防區(qū)，11、A防區(qū)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)，由終端、傳感光纜(4)、引導(dǎo)光纜(6)、主控儀(7)和主控計(jì)算機(jī)(8)等組成，所述終端是由A終端盒(5)，B終端盒(3)，C終端盒(2)……以及N終端盒⑴組成，A終端盒(5)與B終端盒(3)之間設(shè)為防區(qū)A(Il)，B終端盒(3)與C終端盒⑵之間設(shè)為防區(qū)B(IO)……(N-1)終端盒與N終端盒⑴之間設(shè)為防區(qū)N(9)，各終端盒之間布設(shè)傳感光纜，所述的傳感光纜布設(shè)的方式有:掛網(wǎng)、貼合、內(nèi)置、埋地等方法。布設(shè)在防區(qū)的傳感光纜上的任何一點(diǎn)如有微振動(dòng)，以標(biāo)準(zhǔn)通信光纜作為傳感元件，通過主控儀接收激光的明暗條紋的變化，再通過主控計(jì)算機(jī)的電子細(xì)分，迅速判斷振動(dòng)的性質(zhì)同時(shí)得到振動(dòng)的位置，從而知道距離的細(xì)微和準(zhǔn)確變化。實(shí)施例1:周界報(bào)警，將終端盒布之間的傳感光纜布設(shè)在軍用倉庫、油庫、邊境線、軍事基地、軍工廠、軍用機(jī)場和營房等周界。光纜感應(yīng)振動(dòng)，入侵即刻報(bào)警、定位。實(shí)施例2:倉庫墻體安防，將終端盒的傳感光纜布設(shè)在倉庫墻體上，當(dāng)有砸墻、鉆孔等破壞行為產(chǎn)生時(shí)，光纜感應(yīng)振動(dòng)，同時(shí)報(bào)警定位。該系統(tǒng)可同時(shí)接入光纖溫度、濕度、壓力等光纖傳感器，對倉庫內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行全面控制。輸油輸氣管道安全預(yù)警。實(shí)施例3:將終端盒的傳感光纜布設(shè)在輸油輸氣管道上，即使用現(xiàn)有的與管道同軸敷設(shè)的通信光纜的三根芯，與系統(tǒng)相連。光纜雖埋在地下，但可感應(yīng)地面挖掘等產(chǎn)生的振動(dòng)，系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并定位破壞行為，對管道及光纜有效的進(jìn)行安全預(yù)警保護(hù)。實(shí)施例4:通信光纜安全預(yù)警，使用埋地通信光纜三根芯與系統(tǒng)相連，當(dāng)有挖掘等破壞行為產(chǎn)生時(shí)，系統(tǒng) 可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并定位破壞行為，對光纜有效的進(jìn)行安全預(yù)警保護(hù)。
權(quán)利要求
1.光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)，由終端、傳感光纜、引導(dǎo)光纜、主控儀和主控計(jì)算機(jī)等組成，特征是所述終端是由N個(gè)終端盒組成，終端之間設(shè)為防區(qū)，終端盒之間布設(shè)傳感光纜；本光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)是利用激光、光纖傳感和光通信等高科技技術(shù)構(gòu)建的警戒網(wǎng)絡(luò)或者安全報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)光信號(hào)由激光器輸送進(jìn)光纖時(shí)，探測器會(huì)處理接收到的光信號(hào)的相位，當(dāng)傳感光纖受到運(yùn)動(dòng)或震動(dòng)的干擾時(shí)，光信號(hào)的傳輸模式就會(huì)發(fā)生變化，運(yùn)動(dòng)、震動(dòng)、壓力都會(huì)導(dǎo)致形態(tài)被干擾而產(chǎn)生光信號(hào)相位的改變，主控儀對相位改變進(jìn)行探測，探測干擾的強(qiáng)度和類型，然后對探測到的信號(hào)進(jìn)行處理，再通過主控計(jì)算機(jī)的電子細(xì)分，迅速判斷振動(dòng)的性質(zhì)同時(shí)得到振動(dòng)的位置，從而知道距離的細(xì)微和準(zhǔn)確變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)，其特征是所述主控計(jì)算機(jī)安裝有專用報(bào)警軟件，它通過高速數(shù)據(jù)卡將入侵信號(hào)采集裝置優(yōu)化后的信號(hào)采集并存入數(shù)據(jù)庫，運(yùn)用多種預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)分析手段對信號(hào)分析、比較、判斷、提取信號(hào)特征等方法進(jìn)行處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)，其特征是所述主控計(jì)算機(jī)通過專用報(bào)警軟件實(shí)現(xiàn)對報(bào)警系統(tǒng)功能設(shè)置、報(bào)警數(shù)據(jù)采集判斷、顯示防區(qū)電子地圖、布防撤防、報(bào)警狀態(tài)信息記錄、值班人員信息記錄等功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)，其特征是所述主控儀由外殼和光轉(zhuǎn)換器件、光路接口組成，主要用于對光纜接續(xù)、光信號(hào)轉(zhuǎn)換等光學(xué)器件的保護(hù)；主控儀的外殼采用工程塑料制作，安裝于室外環(huán)境，并具有防水密封性能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)，其特征是所述的傳感光纜采用通信光纜，可感應(yīng)作用在電纜上的振動(dòng)信號(hào)，將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成變化的光學(xué)物理量，并將隱含以上變化的物理特性的光信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集設(shè)備；所述的傳感光纜布設(shè)的方式有:掛網(wǎng)、貼合、內(nèi)置、埋地等方法。
6.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)，其特征是所述引導(dǎo)光纜用于前端傳感單元與采集裝置之間的光路連接，引導(dǎo)光纜采用無感的結(jié)構(gòu)和連接方法。
全文摘要
光纖微振動(dòng)傳感報(bào)警系統(tǒng)，屬于光電子測試類領(lǐng)域，由終端、傳感光纜、引導(dǎo)光纜、主控儀和主控計(jì)算機(jī)等組成，所述終端是由N個(gè)終端盒組成，終端之間設(shè)為防區(qū)，終端盒之間布設(shè)傳感光纜，所述的傳感光纜布設(shè)的方式有掛網(wǎng)、貼合、內(nèi)置、埋地等方法。布設(shè)在防區(qū)的傳感光纜上的任何一點(diǎn)如有微振動(dòng)，以標(biāo)準(zhǔn)通信光纜作為傳感元件，通過主控儀接收激光的明暗條紋的變化，再通過主控計(jì)算機(jī)的電子細(xì)分，迅速判斷振動(dòng)的性質(zhì)同時(shí)得到振動(dòng)的位置，從而知道距離的細(xì)微和準(zhǔn)確變化。本發(fā)明是新一代安全預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用光纖傳感技術(shù)和光電信號(hào)檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)零漏警率，監(jiān)控距離長、范圍大，無需外場供電；傳感光纜本質(zhì)安全，無電磁干擾。
文檔編號(hào)G01H9/00GK103245407SQ20121002871
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者高一恒, 鄭莉 申請人:北京東方通達(dá)科技有限公司