CN105182435A - 基于保偏光纤的分布式多点入侵检测*** - Google Patents
基于保偏光纤的分布式多点入侵检测*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN105182435A CN105182435A CN201510547202.2A CN201510547202A CN105182435A CN 105182435 A CN105182435 A CN 105182435A CN 201510547202 A CN201510547202 A CN 201510547202A CN 105182435 A CN105182435 A CN 105182435A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- input end
- polarization maintaining
- polarization
- detection system
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Abstract
一种基于保偏光纤的分布式多点入侵检测***,包括:一电脉冲信号发生器,产生脉冲电信号;一宽谱光源,产生探测光脉冲信号,其输入端与电脉冲信号发生器的输出端连接;一偏振控制器,其输入端与宽谱光源的输出端连接;一光纤环形器,其端口1与偏振控制器的输出端连接;一光纤起偏器,其输入端与光纤环形器的端口2连接;一保偏传感光纤,其一端与光纤起偏器的输出端连接;一光电探测器,其输入端与光纤环形器的端口3连接;一数模转换器,其输入端与光电探测器的输出端连接;以及一计算机,其输入端与数模转换器的输出端连接。本发明具有***结构简单稳定,信噪比高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及光纤OTDR传感应用领域,尤其涉及一种基于保偏光纤的分布式多点入侵检测***。
背景技术
目前为止,基于P-OTDR技术的光纤入侵检测***中,主要有两种结构形式。第一种是采用完整式P-OTDR结构的***。该种***结构比较复杂,需要采用不同偏振态的光作为探测光脉冲,而且在检测过程当中需要测量光纤中瑞利散射光的四个斯托克斯参量,因而***复杂度较高,并且信噪比相对较低。但是该种***能够检测同时发生在传感光纤沿线的多个入侵事件并且对其进行定位。另外一种是采用非完整式P-OTDR结构的***。该种***只需要向传感光纤当中入射一种稳定偏振状态的光作为探测光脉冲,并且只需要测量光纤当中瑞利散射光在某一个线偏振方向上分布的能量的多少即可。该种***结构简单,信噪比较高,但是只能探测并且定位在传感光纤沿线的第一个入侵事件。
基于以上两项技术的优缺点,我们急需要提出一种既能够检测并且定位传感光纤沿线同时发生的多个入侵事件,并且又具有***结构简单,信噪比高,成本低廉的技术手段。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种基于保偏光纤的分布式多点入侵检测***,本***采用非完整式P-OTDR结构,具有***结构简单稳定,信噪比高等优点,并且通过探测外界压力所引起的保偏光纤当中的偏振模耦合来探测并定位传感光纤沿线同时发生的多个入侵事件。
为了达到上述目的,本发明提供一种基于保偏光纤的分布式多点入侵检测***,包括:
一电脉冲信号发生器,产生脉冲电信号;
一宽谱光源,产生探测光脉冲信号,其输入端与电脉冲信号发生器的输出端连接;
一偏振控制器,其输入端与宽谱光源的输出端连接;
一光纤环形器,其端口1与偏振控制器的输出端连接;
一光纤起偏器,其输入端与光纤环形器的端口2连接;
一保偏传感光纤,其一端与光纤起偏器的输出端连接;
一光电探测器,其输入端与光纤环形器的端口3连接;
一数模转换器,其输入端与光电探测器的输出端连接;以及
一计算机,其输入端与数模转换器的输出端连接。
本发明的有益效果是,本***采用非完整式P-OTDR结构,具有***结构简单稳定,信噪比高等优点,并且通过探测外界压力所引起的保偏光纤当中的偏振模耦合来探测并定位传感光纤沿线同时发生的多个入侵事件。
附图说明
为进一步说明本发明的技术内容,以下结合实施例及附图详细说明如后,其中:
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明传感光纤铺设方式示意图;
图3是本发明使用场景示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示,本发明提供一种基于保偏光纤的分布式多点入侵检测***,包括:
一电脉冲信号发生器1,产生脉冲电信号;
一宽谱光源2,产生探测光脉冲信号,其输入端与电脉冲信号发生器1的输出端连接,该宽谱光源2为直接调制超辐射发光二极管;
一偏振控制器3,其输入端与宽谱光源2的输出端连接;
一光纤环形器4,其端口1与偏振控制器3的输出端连接;
一光纤起偏器5,其输入端与光纤环形器4的端口2连接,该光纤起偏器5的尾纤采用保偏光纤,使得线偏振光脉冲能量能够全部只沿(后叙的)保偏传感光纤6的快轴或者慢轴输入;
一保偏传感光纤6,其一端与光纤起偏器5的输出端连接,该传感光纤采用保偏传感光纤6,当有入侵事件发生时,由于外界对保偏光纤施加的压力,导致保偏传感光纤6的偏振模耦合系数增大,从而使得光脉冲的能量在两个偏振光轴之间产生交换,导致OTDR曲线的下降;
一光电探测器7,其输入端与光纤环形器4的端口3连接;
一数模转换器8,其输入端与光电探测器7的输出端连接;以及
一计算机9,其输入端与数模转换器8的输出端连接。
本发明具有以下方式:
(1)***工作方式
一种基于保偏光纤的分布式多点入侵检测***,该***由电脉冲信号发生器、直接调制超辐射发光二极管偏振控制器、光纤环形器、光纤起偏器、保偏传感光纤、光电探测器、数模转换器和个人计算机组成;其中电脉冲信号发生器产生脉冲电信号,用以触发直接调制超辐射发光二极管,使其产生探测光脉冲信号,该探测光脉冲信号通过偏振控制器后进入光纤环形器1端口后从2端口输出并通过光纤起偏器,其中偏振控制器的作用在于调节探测光脉冲的偏振态使探测光脉冲通过光纤起偏器后保持较大输出功率,并且光纤起偏器的尾纤采用保偏光纤,光纤起偏器输出的光进入保偏传感光纤的一个偏振光轴,保偏传感光纤输入偏振光轴中的光在其中传播时,由于瑞利散射会产生背向散射的光能量,该部分光能量沿入射的偏振光轴通过光纤起偏器后进入光纤环形器的2端口并从3端口输出进入光电探测器。光电探测器输出的电信号被数模转换器数字化后上传到个人计算机中进行数字信号处理。
适当调节探测光脉冲输出的周期使其小于光脉冲在整条传感光纤链路中往返的时间。计算机与控制超辐射发光二极管的电脉冲发生器之间保持同步,以通过模数转换器输出的数字化的光电探测器输出电信号来准确绘制出OTDR曲线。***连续工作,每个一个固定的时间段便采集出一条OTDR曲线,并且将相邻两个时间段中采集处的OTDR曲线进行比较,设定一定的阈值,如果两条曲线的差值中有点高于该阈值则认为入侵事件发生并且通过该点所对应的时间点推导出该入侵事件发生位置距离***的距离。
(2)传感光纤铺设方式
一种基于保偏光纤的分布式多点入侵检测***,该***采用保偏光纤作为传感光纤。在所需要进行传感的地方将保偏光纤采用图2所示的方式对其进行封装。在图2中,1表示钢板,用以作为底板;2表示光纤护套;3表示保偏光纤裸纤;4表示一种复合材料,用以保护裸纤并且将施加在复合材料上的力传递给保偏光纤。
(3)***应用场景
一种基于保偏光纤的分布式多点入侵检测***,该***的应用场景如图3所示。在图3中,1表示入侵者;2表示布防区周围的墙体或者栅栏;3表示光缆;4表示图2所示的对保偏光纤进行的封装。当入侵者想要翻越布防区的墙体或者栅栏的时候,会对传感光纤产生压力,从而改变该位置处的保偏光纤的偏振模耦合系数,进而引起OTDR曲线的下降,最终被***检测到。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于保偏光纤的分布式多点入侵检测***,包括:
一电脉冲信号发生器,产生脉冲电信号;
一宽谱光源,产生探测光脉冲信号,其输入端与电脉冲信号发生器的输出端连接;
一偏振控制器,其输入端与宽谱光源的输出端连接;
一光纤环形器,其端口1与偏振控制器的输出端连接;
一光纤起偏器,其输入端与光纤环形器的端口2连接;
一保偏传感光纤,其一端与光纤起偏器的输出端连接;
一光电探测器,其输入端与光纤环形器的端口3连接;
一数模转换器,其输入端与光电探测器的输出端连接;以及
一计算机,其输入端与数模转换器的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的基于保偏光纤的分布式多点入侵检测***,其中该宽谱光源为直接调制超辐射发光二极管。
3.根据权利要求1所述的基于保偏光纤的分布式多点入侵检测***,其中光纤起偏器的尾纤采用保偏光纤,使得线偏振光脉冲能量能够全部只沿保偏传感光纤的快轴或者慢轴输入。
4.根据权利要求1所述的基于保偏光纤的分布式多点入侵检测***,其中传感光纤采用保偏传感光纤,当有入侵事件发生时,由于外界对保偏光纤施加的压力,导致保偏传感光纤的偏振模耦合系数增大,从而使得光脉冲的能量在两个偏振光轴之间产生交换,导致OTDR曲线的下降。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510547202.2A CN105182435A (zh) | 2015-08-31 | 2015-08-31 | 基于保偏光纤的分布式多点入侵检测*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510547202.2A CN105182435A (zh) | 2015-08-31 | 2015-08-31 | 基于保偏光纤的分布式多点入侵检测*** |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105182435A true CN105182435A (zh) | 2015-12-23 |
Family
ID=54904631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510547202.2A Pending CN105182435A (zh) | 2015-08-31 | 2015-08-31 | 基于保偏光纤的分布式多点入侵检测*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105182435A (zh) |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1412538A (zh) * | 2002-07-12 | 2003-04-23 | 天津大学 | 一种宽带光源信号检测方法及检测器 |
CN1414283A (zh) * | 2002-12-10 | 2003-04-30 | 西安交通大学 | 基于分布式光纤传感器的油气管线泄漏智能在线监测方法 |
CN1687725A (zh) * | 2005-06-08 | 2005-10-26 | 北京航空航天大学 | 反射型保偏光纤温度传感器 |
JP2006215649A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | ブラッグ格子センサの検出方法、その歪量検出方法及びその検出装置 |
CN101488805A (zh) * | 2008-01-15 | 2009-07-22 | 电子科技大学 | 光纤扰动探测方法及装置 |
CN101526376A (zh) * | 2008-03-04 | 2009-09-09 | 电子科技大学 | 偏振光纤传感器 |
CN101556724A (zh) * | 2008-04-09 | 2009-10-14 | 中国科学院半导体研究所 | 光纤周界安全管理***及其模式识别方法 |
CN101793600A (zh) * | 2010-04-15 | 2010-08-04 | 上海交通大学 | 光纤传输损耗系数测量装置及测量方法 |
CN101825560A (zh) * | 2010-04-09 | 2010-09-08 | 苏州光环科技有限公司 | 一种检测保偏光纤的装置 |
CN101886925A (zh) * | 2010-05-27 | 2010-11-17 | 北京大学 | 基于载波调制的多波长干涉式光纤陀螺 |
CN102506912A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-06-20 | 北京航空航天大学 | 一种光纤分布式扰动传感器 |
CN104040598A (zh) * | 2012-01-06 | 2014-09-10 | 法柏有限公司 | 干涉仪型光纤干扰检测装置及其检测方法 |
CN104319623A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-01-28 | 中国科学院半导体研究所 | 基于偏振反馈的超窄线宽半导体激光器装置 |
-
2015
- 2015-08-31 CN CN201510547202.2A patent/CN105182435A/zh active Pending
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1412538A (zh) * | 2002-07-12 | 2003-04-23 | 天津大学 | 一种宽带光源信号检测方法及检测器 |
CN1414283A (zh) * | 2002-12-10 | 2003-04-30 | 西安交通大学 | 基于分布式光纤传感器的油气管线泄漏智能在线监测方法 |
JP2006215649A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | ブラッグ格子センサの検出方法、その歪量検出方法及びその検出装置 |
CN1687725A (zh) * | 2005-06-08 | 2005-10-26 | 北京航空航天大学 | 反射型保偏光纤温度传感器 |
CN101488805A (zh) * | 2008-01-15 | 2009-07-22 | 电子科技大学 | 光纤扰动探测方法及装置 |
CN101526376A (zh) * | 2008-03-04 | 2009-09-09 | 电子科技大学 | 偏振光纤传感器 |
CN101556724A (zh) * | 2008-04-09 | 2009-10-14 | 中国科学院半导体研究所 | 光纤周界安全管理***及其模式识别方法 |
CN101825560A (zh) * | 2010-04-09 | 2010-09-08 | 苏州光环科技有限公司 | 一种检测保偏光纤的装置 |
CN101793600A (zh) * | 2010-04-15 | 2010-08-04 | 上海交通大学 | 光纤传输损耗系数测量装置及测量方法 |
CN101886925A (zh) * | 2010-05-27 | 2010-11-17 | 北京大学 | 基于载波调制的多波长干涉式光纤陀螺 |
CN102506912A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-06-20 | 北京航空航天大学 | 一种光纤分布式扰动传感器 |
CN104040598A (zh) * | 2012-01-06 | 2014-09-10 | 法柏有限公司 | 干涉仪型光纤干扰检测装置及其检测方法 |
CN104319623A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-01-28 | 中国科学院半导体研究所 | 基于偏振反馈的超窄线宽半导体激光器装置 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
YOUWAN TONG等: "Distributed incomplete polarization-OTDR for multi-event detection", 《FIBER-BASED TECHNOLOGIES AND APPLICATIONS 2014》 * |
肖向辉: "基于干涉和φ-OTDR复合的分布式光纤震动传感技术的研究", 《中国优秀硕士学位论文数据库 基础科学辑》 * |
谢孔利: "基于φ-OTDR的分布式光纤传感***", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102506904B (zh) | 一种基于超导纳米线单光子探测器的自发布里渊散射光时域反射仪 | |
CN101975594A (zh) | 一种分布式实时光纤光栅波长解调***及方法 | |
CN103323215B (zh) | 一种光时域反射测量装置及方法 | |
CN105181111A (zh) | 一种超弱光纤光栅阵列同φ-otdr相结合的光纤振动传感*** | |
CN105783952B (zh) | 反射点阵光纤相位敏感otdr传感***及方法 | |
CN101603856A (zh) | 一种长距离分布式光纤振动传感***及方法 | |
CN203705085U (zh) | 一种分布式光纤测温装置及*** | |
CN102829807A (zh) | Botda和potdr相结合的分布式光纤传感*** | |
CN101650197A (zh) | 一种光频域反射光纤传感*** | |
CN203465033U (zh) | 基于宽谱光源的布里渊分布型光纤温度传感器 | |
CN104833381B (zh) | 一种基于单光子技术的大容量弱反射光栅传感装置与方法 | |
CN204087417U (zh) | 光纤感温火灾探测器*** | |
CN107179559A (zh) | 长距离光缆物理安全监控*** | |
CN106404154A (zh) | 光纤声波探测*** | |
CN102853936A (zh) | 远程分布式光纤拉曼温度传感器 | |
CN204789261U (zh) | 水工结构物及其基础渗流状况分布式光纤辨识*** | |
CN104568218A (zh) | 提高分布式自发拉曼散射温度传感器工作距离的方法 | |
CN105021539A (zh) | 一种基于光纤光栅的矿用多功能传感监测*** | |
CN105092018A (zh) | 一种长距离光纤分布式振动监测***及监测方法 | |
CN103389519A (zh) | 激光来袭方向探测与告警*** | |
CN202770555U (zh) | 远程分布式光纤拉曼温度传感器和环形区域测温装置 | |
CN105182435A (zh) | 基于保偏光纤的分布式多点入侵检测*** | |
CN102494797B (zh) | 一种光延迟光纤温度传感器 | |
CN107525579A (zh) | 一种基于光纤双模式耦合的多防区振动探测装置 | |
CN203812352U (zh) | 一种长距离光纤周界入侵报警*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151223 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |