CN104101450A - 地埋式光纤光栅型周界入侵探测器 - Google Patents
地埋式光纤光栅型周界入侵探测器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104101450A CN104101450A CN201410373273.0A CN201410373273A CN104101450A CN 104101450 A CN104101450 A CN 104101450A CN 201410373273 A CN201410373273 A CN 201410373273A CN 104101450 A CN104101450 A CN 104101450A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- diaphragm
- optical fiber
- buried
- fiber grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本发明公开了一种地埋式光纤光栅型周界入侵探测器，包括膜片式差压计和两根柔性压力导管，所述压力导管内注有油状液体，并埋于地表以下；该膜片式差压计包括密封的金属壳体，该金属壳体内设有压力膜片，该压力膜片上固定有光纤光栅，两根柔性压力导管的一端均与金属壳体内的压力膜片连接，另一端均密封。本发明采用压力导管的方式形成分布式地表压力传感探测，可避免点式探测容易引起的漏报问题，同时克服了光纤光栅振动传感器在地埋场景应用时受限的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传感领域，尤其涉及一种地埋式光纤光栅型周界入侵探测器。
背景技术
光纤周界产品按照安装场景方式可以分为挂网及地埋两种，探测原理主要有基于光纤干涉仪技术、光纤光栅振动传感技术等类型。地埋式光纤周界防护产品以其隐蔽性好、抗环境干扰能力强等优点在一些无法安装实体物理护栏网或围墙的场景具有较为广阔的市场需求。其中基于光纤干涉仪技术的地埋式光纤微振动传感器[申请号：201210584013.9],利用M-Z干涉原理，实现对大地振动信号的监测，甚至能够进行语音监听，非常适合古墓群的防盗防挖掘监测场景。
而基于光纤光栅振动传感技术的周界产品，一般适用于挂网安装方式，并不适合地埋安装场景，例如:光纤布喇格光栅智能定址周界入侵自适应报警***[申请号：201010147787.6]及光纤光栅振动传感光缆敷设方法[申请号：201310241862.9]。基于光纤光栅振动传感技术的周界产品将光纤光栅振动传感器串接成振动探测阵列，附着在防护网或者安装在实体围墙上方，对于攀爬、翻越等入侵行为能够进行报警。然而基于光纤干涉仪原理的地音及振动监测***，由于其探测频带较宽，并且属于不连续分布，会存在误报率稍高及探测盲区的问题。基于光纤光栅振动传感技术的产品仅仅适用于挂网的安装方式，无法满足地埋敷设条件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于光纤光栅应变传感原理的地埋式周界入侵探测器，能够解决光纤干涉仪型地音监听***由于探测频带宽所导致的误报率高和探测器分布不连续的难题，同时也将克服光纤光栅振动传感器无法埋地安装的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种地埋式光纤光栅型周界入侵探测器，包括膜片式差压计和两根柔性压力导管，所述压力导管内注有油状液体，并埋于地表以下；
该膜片式差压计包括密封的金属壳体，该金属壳体内设有压力膜片，该压力膜片上固定有光纤光栅，两根柔性压力导管的一端均与金属壳体内的压力膜片连接，另一端均密封。
本发明所述的地埋式光纤光栅型周界入侵探测器中，两根柔性压力导管的另一端均连接密闭接头。
本发明所述的地埋式光纤光栅型周界入侵探测器中，两根柔性压力导管的另一端也连接有膜片式差压计。
本发明所述的地埋式光纤光栅型周界入侵探测器中，所述光纤光栅通过粘接的方式附着在压力膜片上。
本发明所述的地埋式光纤光栅型周界入侵探测器中，所述压力膜片为金属膜片。
本发明所述的地埋式光纤光栅型周界入侵探测器中，所述柔性压力导管通过密封法兰与金属壳体连接。
本发明产生的有益效果是：本发明采用压力导管的方式，形成分布式地表压力传感探测，避免点式探测可能引入的由于灵敏度设置不当所引起的漏报问题。同时克服了光纤光栅振动传感器在地埋场景应用时受限的问题，通过压力导管感知地表压力，利用压力导管能够传导压力信号的特性，避免了光纤光栅振动传感型探测器对安装媒介的机械弹性的苛刻要求，使得普通的土壤可以作为载体，实现探测器的安装敷设。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明第一实施例地埋式光纤光栅型周界入侵探测器的结构示意图；
图2是本发明第二实施例地埋式光纤光栅型周界入侵探测器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例一的地埋式光纤光栅型周界入侵探测器，如图1所示，包括一个膜片式差压计和两根柔性压力导管5和7，压力导管5和7内均注有油状液体。
该膜片式差压计包括密封的金属壳体1，该金属壳体1内设有压力膜片2，该压力膜片2上固定有光纤光栅3，两根柔性压力导管的一端均与金属壳体内的压力膜片3连接，另一端均密封。本发明的实施例中，两根柔性压力导管5和7的另一端均连接密闭接头6。柔性压力导管5和7均可通过密封法兰与金属壳体1连接。
上述实施例中，光纤光栅3通过粘接的方式附着在压力膜片2上。压力膜片2为选用金属膜片。
两根柔性压力导管5和7需要安装在地表以下，埋入沙土中，当受到踩踏及碾压时，两根压力导管内压力差的变化将使得压力膜片2出现位移，带动安装在膜片中心上的光纤光栅3发生形变，通过测量光纤光栅3所反射的特征波长的变化即可以实现对外界入侵行为的探测。本实施例的基于光纤光栅压力传感技术的埋入型周界入侵报警***采用光学无源探测技术，符合安防产品对隐蔽性、可靠性、低误报率等方面的技术要求，应用在浅层地表，具有较好的防护效果。
本发明的另一实施例中，如图2所示，两根柔性压力导管的另一端也连接有膜片式差压计，该膜片式差压计与上文实施例中膜片式差压计相同。采用两个光纤光栅膜片式差压计A和B，可以实现对入侵行为的定位，利用入侵信号向差压计A及差压计B的传输时间T1和T2的时间差，可以实现对入侵位置的确定。
本发明采用了光纤光栅压力传感技术，减小了信号探测频带，通过测压的方式实现地表形变监测，降低了***噪声水平，进而降低***误报率；通过采用压力导管的方式，形成分布式地表压力传感探测，避免点式探测可能引入的由于灵敏度设置不当所引起的漏报问题。同时克服了光纤光栅振动传感器在地埋场景应用时受限的问题，通过压力导管感知地表压力，利用压力导管能够传导压力信号的特性，避免了光纤光栅振动传感型探测器对安装媒介的机械弹性的苛刻要求，使得普通的土壤可以作为载体，实现探测器的安装敷设。该探测器通过装有光纤光栅的高灵敏度的膜片式差压计实现对压力导管内压差变化的精确测量，通过对光纤光栅特征波长变化信息的准确测量，使得探测器对光纤链路损耗、光源功率变化等因素不敏感，可以实现较为精确的压力变化信息的提取。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种地埋式光纤光栅型周界入侵探测器，其特征在于，包括膜片式差压计和两根柔性压力导管，所述压力导管内注有油状液体，并埋于地表以下；
该膜片式差压计包括密封的金属壳体，该金属壳体内设有压力膜片，该压力膜片上固定有光纤光栅，两根柔性压力导管的一端均与金属壳体内的压力膜片连接，另一端均密封。
2.根据权利要求1所述的地埋式光纤光栅型周界入侵探测器，其特征在于，两根柔性压力导管的另一端均连接密闭接头。
3.根据权利要求1所述的地埋式光纤光栅型周界入侵探测器，其特征在于，两根柔性压力导管的另一端也连接有膜片式差压计。
4.根据权利要求1所述的地埋式光纤光栅型周界入侵探测器，其特征在于，所述光纤光栅通过粘接的方式附着在压力膜片上。
5.根据权利要求1所述的地埋式光纤光栅型周界入侵探测器，其特征在于，所述压力膜片为金属膜片。
6.根据权利要求3所述的地埋式光纤光栅型周界入侵探测器，其特征在于，所述柔性压力导管通过密封法兰与金属壳体连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410373273.0A CN104101450B (zh) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | 地埋式光纤光栅型周界入侵探测器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410373273.0A CN104101450B (zh) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | 地埋式光纤光栅型周界入侵探测器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104101450A true CN104101450A (zh) | 2014-10-15 |
| CN104101450B CN104101450B (zh) | 2017-03-15 |
Family
ID=51669781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410373273.0A Active CN104101450B (zh) | 2014-08-01 | 2014-08-01 | 地埋式光纤光栅型周界入侵探测器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104101450B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105258273A (zh) * | 2015-08-21 | 2016-01-20 | 美的集团武汉制冷设备有限公司 | 空调***、空调器和通过空调***进行防盗窃的报警方法 |
| CN105716757A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-06-29 | 林宏韬 | 柔性触觉传感装置及感测三维物体表面压触的方法 |
| CN106408821A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-02-15 | 上海锂居信息科技有限公司 | 一种埋地式周界入侵探测***及方法 |
| CN107923745A (zh) * | 2015-08-26 | 2018-04-17 | 住友建机株式会社 | 挖土机的测量装置 |
| CN111815882A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-23 | 国网河南淅川县供电公司 | 户外供电作业用警报器 |
| CN112595446A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-04-02 | 南京派光智慧感知信息技术有限公司 | 一种应力检测防护围栏 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3438021A (en) * | 1965-07-26 | 1969-04-08 | Westinghouse Electric Corp | Perimeter intrusion alarm |
| US3719939A (en) * | 1971-02-09 | 1973-03-06 | Westinghouse Electric Corp | Differential pressure transducer |
| US4899046A (en) * | 1985-12-24 | 1990-02-06 | Schlumberger Industries, S.A. | Optical sensor of physical magnitude |
| US6304686B1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-10-16 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus for measuring differential pressure with fiber optic sensor systems |
| CN102162757A (zh) * | 2010-12-02 | 2011-08-24 | 山东科技大学 | 一种光纤光栅土压力传感器 |
| CN102809460A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-12-05 | 祝海丽 | 一种新型光纤流体差压计 |
| CN102901593A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-01-30 | 中国科学院半导体研究所 | 一种基于双l型梁的光纤光栅土压力传感器 |
| CN102944342A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-27 | 中国科学院半导体研究所 | 一种差动式光纤土压计 |
| CN103017950A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-04-03 | 山东大学 | 一种高灵敏度光纤光栅土压力计 |
| CN103076049A (zh) * | 2013-02-04 | 2013-05-01 | 中国科学院半导体研究所 | 一种压差式光纤流量计 |
-
2014
- 2014-08-01 CN CN201410373273.0A patent/CN104101450B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3438021A (en) * | 1965-07-26 | 1969-04-08 | Westinghouse Electric Corp | Perimeter intrusion alarm |
| US3719939A (en) * | 1971-02-09 | 1973-03-06 | Westinghouse Electric Corp | Differential pressure transducer |
| US4899046A (en) * | 1985-12-24 | 1990-02-06 | Schlumberger Industries, S.A. | Optical sensor of physical magnitude |
| US6304686B1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-10-16 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus for measuring differential pressure with fiber optic sensor systems |
| CN102162757A (zh) * | 2010-12-02 | 2011-08-24 | 山东科技大学 | 一种光纤光栅土压力传感器 |
| CN102809460A (zh) * | 2012-08-24 | 2012-12-05 | 祝海丽 | 一种新型光纤流体差压计 |
| CN102901593A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-01-30 | 中国科学院半导体研究所 | 一种基于双l型梁的光纤光栅土压力传感器 |
| CN102944342A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-27 | 中国科学院半导体研究所 | 一种差动式光纤土压计 |
| CN103017950A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-04-03 | 山东大学 | 一种高灵敏度光纤光栅土压力计 |
| CN103076049A (zh) * | 2013-02-04 | 2013-05-01 | 中国科学院半导体研究所 | 一种压差式光纤流量计 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105258273A (zh) * | 2015-08-21 | 2016-01-20 | 美的集团武汉制冷设备有限公司 | 空调***、空调器和通过空调***进行防盗窃的报警方法 |
| CN105258273B (zh) * | 2015-08-21 | 2018-05-25 | 美的集团武汉制冷设备有限公司 | 空调***、空调器和通过空调***进行防盗窃的报警方法 |
| CN107923745A (zh) * | 2015-08-26 | 2018-04-17 | 住友建机株式会社 | 挖土机的测量装置 |
| CN107923745B (zh) * | 2015-08-26 | 2021-07-23 | 住友建机株式会社 | 挖土机的测量装置 |
| CN105716757A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-06-29 | 林宏韬 | 柔性触觉传感装置及感测三维物体表面压触的方法 |
| CN105716757B (zh) * | 2016-04-15 | 2018-07-20 | 林宏韬 | 柔性触觉传感装置及感测三维物体表面压触的方法 |
| CN106408821A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-02-15 | 上海锂居信息科技有限公司 | 一种埋地式周界入侵探测***及方法 |
| CN111815882A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-23 | 国网河南淅川县供电公司 | 户外供电作业用警报器 |
| CN112595446A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-04-02 | 南京派光智慧感知信息技术有限公司 | 一种应力检测防护围栏 |
| CN112595446B (zh) * | 2021-03-02 | 2021-05-28 | 南京派光智慧感知信息技术有限公司 | 一种应力检测防护围栏 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104101450B (zh) | 2017-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104101450A (zh) | 地埋式光纤光栅型周界入侵探测器 | |
| Allwood et al. | Optical fiber sensors in physical intrusion detection systems: A review | |
| CN101840615B (zh) | 光纤布喇格光栅智能定址周界入侵自适应报警*** | |
| CN109564113B (zh) | 光纤感测 | |
| US10837805B2 (en) | Fibre optic cable with tuned transverse sensitivity | |
| US7646944B2 (en) | Optical sensor with distributed sensitivity | |
| US8200049B2 (en) | Optical sensor for detecting and localizing events | |
| US20140110124A1 (en) | Wellbore leak detection systems and methods of using the same | |
| CN103824406A (zh) | 基于光纤传感的隧道电缆入侵探测方法和*** | |
| CN201946080U (zh) | 光纤传感周界入侵报警*** | |
| CN108534889A (zh) | 一种周界振动监测预警装置及方法 | |
| US7519242B2 (en) | Perimeter security system and perimeter monitoring method | |
| CN203799460U (zh) | 基于光纤传感的隧道电缆入侵探测*** | |
| Hofmann et al. | Analysis of the acoustic response in water and sand of different fiber optic sensing cables | |
| CN103985466A (zh) | 高灵敏度的光纤应力传感光电复合缆 | |
| JP2005345137A (ja) | 侵入者検知装置 | |
| CN102063777A (zh) | 一种全光纤泥石流监测*** | |
| CN210566747U (zh) | 光纤复合管道及其监测*** | |
| CN102568134A (zh) | 周界安防用压敏型光纤传感装置 | |
| CN208595974U (zh) | 一种周界振动监测预警装置 | |
| US3806907A (en) | Perimeter intrusion detection system with common mode rejection | |
| CN201749527U (zh) | 埋地振动电缆警戒装置 | |
| CN201903940U (zh) | 周界安防用压敏型光纤传感装置 | |
| US20220341729A1 (en) | Fiber optic sensor network for subsurface impact protection system | |
| CN203870744U (zh) | 光纤定位型异动报警装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |