光纖周界探測(cè)技術(shù)

光纖周界報(bào)警系統(tǒng)由主控計(jì)算機(jī)、主控儀、引導(dǎo)光纜、傳感光纜和外部連接組件這5大部分組成。其中,主控計(jì)算機(jī)和主控儀位于監(jiān)控室內(nèi),引導(dǎo)光纜、傳感光纜和外部連接組件安裝于室外.主控計(jì)算機(jī)與主控儀負(fù)責(zé)光信號(hào)的產(chǎn)生、接收,信號(hào)的分析和處理;由于在實(shí)際應(yīng)用中,監(jiān)控室距離監(jiān)測(cè)區(qū)域通常有一段距離,用引導(dǎo)光纜實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的傳輸,同時(shí)實(shí)現(xiàn)不敏感擾動(dòng);傳感光纜通過(guò)掛網(wǎng)或埋地等方式布設(shè)在監(jiān)控周界附近,敏感外界環(huán)境的應(yīng)力變化,經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后報(bào)警;外部連接組件負(fù)責(zé)連接引導(dǎo)光纜和傳感光纜。

m-Z干涉儀 用兩段長(zhǎng)度基本相同的單模光纖和兩個(gè)耦合器構(gòu)成M-Z干涉儀。由1端發(fā)出的光，經(jīng)耦合器后進(jìn)入兩單模光纖。兩光纖輸出的光在第2個(gè)耦合器處發(fā)生干涉。由于光路的對(duì)稱性，由2端發(fā)出的光，也可以在耦合器1處發(fā)生干涉。 在傳感光纖無(wú)擾動(dòng)時(shí)，由1端發(fā)出的光將在2端產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋。同時(shí)，由2端發(fā)出的光也將在1端產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉條紋。在采用窄帶激光作為光源時(shí)，將分別在1端和2端接收到穩(wěn)定的光功率。

在光通信系統(tǒng)的研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)光纖對(duì)外界環(huán)境因素十分敏感,溫度、壓力、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等環(huán)境條件的變化將引起光波參量的變化. 1977年,光纖傳感這一概念被提出,光纖傳感以其特有優(yōu)勢(shì)引來(lái)了科學(xué)界極大的關(guān)注,成為傳感器領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn),目前已報(bào)道的各種光纖傳感器就達(dá)70多種。

干涉型光纖傳感器是目前傳感技術(shù)研究的熱點(diǎn),它主要應(yīng)用于測(cè)量溫度、應(yīng)變、壓力、振動(dòng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、輻射以及探測(cè)管道破裂和油料泄漏。

光纖周界報(bào)警系統(tǒng)基于干涉型光纖傳感器原理,是新一代周界監(jiān)控系統(tǒng).它通過(guò)監(jiān)測(cè)邊界小范圍內(nèi)環(huán)境應(yīng)力變化對(duì)光纖的影響,分析干擾信息,從而對(duì)此進(jìn)行判斷和定位報(bào)警,此系統(tǒng)適用于安全防范、石油管道監(jiān)測(cè).它具有傳統(tǒng)傳感器所不能比擬的優(yōu)點(diǎn):適合復(fù)雜地形,不受地形限制,不受自然氣候的影響;靈敏度高;傳感光纜本身無(wú)源,功耗低,使用成本低;可監(jiān)測(cè)的距離長(zhǎng),可達(dá)50 km;能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

根據(jù)防范的不同場(chǎng)合和要求，光纖可以構(gòu)成各種形狀，環(huán)置于需要防范的周界，當(dāng)入侵者侵入時(shí)會(huì)破壞光纖使其斷裂，這時(shí)就會(huì)因光信號(hào)中斷而觸發(fā)報(bào)警。由于光纖極細(xì)，可以很方便地進(jìn)行隱蔽安裝，如安裝在周圍防御的鋼絲網(wǎng)上，當(dāng)發(fā)生因攀登、翻越、切斷鋼絲引起的光纖斷裂時(shí)，通過(guò)報(bào)警控制器發(fā)出報(bào)警。也可以將透明的光纖埋在用紙、塑料或防止纖維等物制成的壁紙中或放到墻皮里或門板里，當(dāng)入侵者鑿墻、打洞或撕裂壁紙時(shí)產(chǎn)生報(bào)警。

目前國(guó)際上應(yīng)用的周界防范系統(tǒng)及設(shè)備主要有以下幾種:

主動(dòng)紅外報(bào)警系統(tǒng)

微波墻式報(bào)警系統(tǒng)

泄露電纜式周界探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)

駐集體振動(dòng)電纜報(bào)警系統(tǒng)

光纖傳感器周界報(bào)警系統(tǒng)