專利名稱：一種基于光纖線路的通信光源實(shí)現(xiàn)傳感的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖周界傳感技術(shù)，特別是基于光纖線路的通信光源實(shí)現(xiàn)傳感的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前的光纖周界傳感系統(tǒng)都自帶光發(fā)射模塊(光源)，將其注入到傳感光纖中，通過測量光傳輸后參數(shù)的變化以實(shí)現(xiàn)光纖傳感。如圖1所示，一般的光纖傳感系統(tǒng)具有如下結(jié)構(gòu)主要包含(1)光源激光器( 傳感光纖( 探測接收分析系統(tǒng)(4)光學(xué)處理組件 2(5)光分路器；光源激光器發(fā)出的激光經(jīng)過兩個(gè)光分路器到達(dá)傳感光纖，然后到達(dá)光學(xué)處理組件2，光沿原路返回，被探測接收分析系統(tǒng)接收。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述不足，本發(fā)明的目的是無需自帶光源，直接使用線路中的通信光信號實(shí)現(xiàn)光纖傳感，提供一種基于光纖線路的通信光源實(shí)現(xiàn)傳感的方法和系統(tǒng)。采用的技術(shù)方案一種基于光纖線路的通信光源實(shí)現(xiàn)傳感的方法，第一光纖處理組件將光纖中的光信號分取出來，用于光纖傳感。所述分取出來的光信號小于光纖中光信號的10%。所述通信光源發(fā)出的激光經(jīng)過第一光纖處理組件，變成兩路相干光源，分別進(jìn)入兩芯等長的傳感光纖，然后到達(dá)第二光學(xué)處理組件，光沿原路返回，被探測接收器接收。該系統(tǒng)包括通信光源，第一個(gè)光學(xué)處理組件，第一個(gè)光分路器，傳感光纖，通信光纖，第二個(gè)光學(xué)組件及探測接收器，其中第一光學(xué)處理組件分別與探測接收器以及第一光分路器通信連接，第一個(gè)光分路器與第一光學(xué)處理組件通信連接。所述第一個(gè)光學(xué)處理組件包括兩個(gè)光分路器，其中一個(gè)光分路器與另一個(gè)光分路器、探測接收器、第一光分路器通信連接。所述第一光個(gè)光學(xué)處理組件包括一個(gè)光分路器和一個(gè)光環(huán)形器，其中所述光環(huán)形器與一個(gè)光分路器、探測接收器、第一光分路器通信連接。所述的第二光學(xué)組件為光反射裝置。所述光反射裝置包括兩個(gè)法拉第旋轉(zhuǎn)鏡。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1.通過已有通信系統(tǒng)的光源，利用光分路器的特性，將通信用光纖中的一部分光信號分路出來，用于實(shí)現(xiàn)光纖傳感的功能。通過光分路器的特性(必須是小的分光比，小于 10 %，在不影響正常通信的前提下)，利用系統(tǒng)里現(xiàn)有光源，無需增加額外的光源激光器，且普通光分路器價(jià)格是光源價(jià)格的的10%以下，因此該方案可以大大降低系統(tǒng)的成本。2.利用光纖環(huán)行器，替代原有的光分路器(也稱光耦合器)。以實(shí)現(xiàn)光能量的分配。由于光纖環(huán)行器端口通光方向的不可逆性，有效的隔離了輸出端口對輸入端口光源的影響，從而保證激光器的壽命和光纖系統(tǒng)的穩(wěn)定性。光纖環(huán)行器有較低的插入損耗，從而節(jié)約了光資源，提高了傳感系統(tǒng)的靈敏度、并延長了傳感光纖的防護(hù)距離，增加了光纖防護(hù)范圍，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例。圖1現(xiàn)有光纖傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本發(fā)明基于光纖線路的通信光源傳感系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本發(fā)明基于光纖線路的通信光源傳感系統(tǒng)一另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4圖3中第一個(gè)光學(xué)處理組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5圖2中第二個(gè)光學(xué)處理組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)光纖周界報(bào)警的原理框圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明的中心思想通過光分路器分取通信光纖中的極少部分光信號(不會影響原來通信質(zhì)量)，用于光纖傳感。不但不影響通信的性能，而且還可以利用通信光纜作為振動(dòng)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測。如圖2所示，一實(shí)施例一種基于光纖線路的通信光源實(shí)現(xiàn)傳感的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括通信光源，第一個(gè)光學(xué)處理組件，第一個(gè)光分路器，傳感光纖，通信光纖，第二個(gè)光學(xué)組件及探測接收器，如圖5所示，第二光學(xué)處理組件是光反射裝置。所述光反射裝置包括型號 FM-31-2-L-1的兩個(gè)法拉第旋轉(zhuǎn)鏡，完成光源反射功能；完成消除光纖偏振衰落功能。第一光學(xué)處理組件包括兩個(gè)光分路器。其中第一光纖處理組件的一個(gè)光分路器與另一個(gè)光分路器、探測接收器、第一光分路器通信連接。通信光源發(fā)出的激光經(jīng)過第一光纖處理組件，變成兩路相干光源，分別進(jìn)入兩芯等長的傳感光纖，然后到達(dá)第二光學(xué)處理組件，光沿原路返回，被接收器檢測。其中另一個(gè)光分路器必須是小于10%的分光比，這樣才不影響正常通信。如圖3所示，另一實(shí)施例，一種基于光纖線路的通信光源實(shí)現(xiàn)傳感的系統(tǒng)，該系統(tǒng)與上述圖2所示的實(shí)施例基本相同，不同之處在于，如圖4所示，第一光學(xué)處理組件包括一光分路器和光環(huán)形器。其中光環(huán)形器的輸入端口與一分光器通信連接，輸出端口與探測接收器通信連接，其中光環(huán)行器+光分路器，型號PI0C13T2S00+E型，完成通信光源分光功能；完成輸出光源與通信光源的反向隔離功能；完成輸出光和接收光合路進(jìn)入一芯光纖傳輸?shù)墓δ?；完成降低光功率損耗，提高系統(tǒng)靈敏度的功能；由于光纖環(huán)形器各端口的通光方向不可逆性，可以有效地隔離輸出端口與輸入端口的光信號的互相干擾。如圖6所示，本發(fā)明在光纖周界預(yù)警的應(yīng)用，光纖周界預(yù)警的系統(tǒng)，該系統(tǒng)上述基于光纖線路的通信光源實(shí)現(xiàn)的傳感系統(tǒng)，該系統(tǒng)的探測接收裝置依次與數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)分析模塊、誤報(bào)排除模塊，觸發(fā)報(bào)警模塊以及聯(lián)動(dòng)報(bào)警設(shè)備通信連接。其中光被探測接收器檢測后把光信號變成電信號，然后轉(zhuǎn)后成數(shù)據(jù)，被采集卡收集，通過數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行分析處理后，當(dāng)滿足報(bào)警條件后，觸發(fā)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警信息，同時(shí)聯(lián)動(dòng)其他報(bào)警設(shè)備。當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，能聯(lián)動(dòng)警燈、攝像頭、警號、錄像機(jī)等相關(guān)設(shè)備。誤報(bào)排除誤報(bào)是光纖傳感系統(tǒng)需要解決的另一個(gè)重要的關(guān)鍵技術(shù)，由于干涉型光纖傳感系統(tǒng)靈敏度極高，微小的振動(dòng)即可觸發(fā)報(bào)警，高靈敏度帶來的問題是一些自然現(xiàn)象可能引起誤報(bào)，比如刮風(fēng)、下雨、機(jī)器轟鳴聲引起的柵欄共振等都會引起誤報(bào)。擾動(dòng)信號的識別檢測是該傳感系統(tǒng)的重要功能，報(bào)警檢測的核心在于提取出擾動(dòng)信號中所有符合入侵信號特征的信號，對這類信號進(jìn)行屏蔽。對于噪聲或不具備入侵特征的信號，都應(yīng)被系統(tǒng)過濾。信號特征辨識技術(shù)，是一種模式識別技術(shù)，通過對不同輸入信號的特征進(jìn)行分析，對這些信號如噪聲、入侵信號、振動(dòng)信號等建立特征模板，將實(shí)時(shí)信號與模板進(jìn)行比對，以確定實(shí)時(shí)信號類型，減少誤報(bào)。數(shù)據(jù)分析模塊和誤報(bào)排除模塊可以集成在一起也可以作為一獨(dú)立的模塊。該系統(tǒng)適用于易燃易爆以及強(qiáng)電磁干擾等場所，可敷設(shè)在電網(wǎng)、鐵藝、鐵絲網(wǎng)、柵欄、圍墻等地表圍欄，也可適用與草坪、沙礫層、地磚、地板、水泥地面、普通土壤下。上述本發(fā)明實(shí)施例排序僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。上述本發(fā)明實(shí)施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
權(quán)利要求
1.一種基于光纖線路的通信光源實(shí)現(xiàn)傳感的方法，其特征在于該方法是第一光纖處理組件將光纖中的光信號分取出來，用于光纖傳感。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述分取出來的光信號小于光纖中光信號的 10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于通信光源發(fā)出的激光經(jīng)過第一光纖處理組件，變成兩路相干光源，分別進(jìn)入兩芯等長的傳感光纖，然后到達(dá)第二光學(xué)處理組件，光沿原路返回，被探測接收器接收。
4.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括通信光源，第一個(gè)光學(xué)處理組件，第一個(gè)光分路器，傳感光纖，通信光纖，第二個(gè)光學(xué)組件及探測接收器，其中第一光學(xué)處理組件分別與探測接收器以及第一光分路器通信連接，第一個(gè)光分路器與第一光學(xué)處理組件通信連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一個(gè)光學(xué)處理組件包括兩個(gè)光分路器，其中一個(gè)光分路器與另一個(gè)光分路器、探測接收器、第一光分路器通信連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一光個(gè)光學(xué)處理組件包括一個(gè)光分路器和一個(gè)光環(huán)形器，其中所述光環(huán)形器與一個(gè)光分路器、探測接收器、第一光分路器通信連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的第二光學(xué)組件為光反射裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述光反射裝置包括兩個(gè)法拉第旋轉(zhuǎn)鏡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于光纖線路通信光源實(shí)現(xiàn)傳感的方法，第一個(gè)光纖處理組件將光纖中的光信號分取出來，用于光纖傳感。本發(fā)明通過已有通信系統(tǒng)的光源，利用光分路器的特性，將通信用光纖中的一部分光信號分路(耦合)出來，用于實(shí)現(xiàn)光纖傳感的功能。通過光分路器的特性(采用小分光比，小于10％，也就是在不影響正常通信的前提下)，利用系統(tǒng)里現(xiàn)有光源，無需增加額外的光源激光器，且普通光分路器價(jià)格是光源價(jià)格的10％以下，因此該方案可以大大降低系統(tǒng)的成本。
文檔編號G08B13/00GK102221375SQ20111008707
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者白潔, 霍曉練 申請人:北京北郵國安寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司