[发明专利]周界安全监测系统及方法

权利要求书

1.一种周界安全监测装置，其特征在于，包括光路系统(101)、光纤传感系统(102)、监测系统(103)，其中，光路系统(101)包括激光光源(1)、光隔离器(2)，光纤传感系统(102)包括第一分束器(3)、第二分束器(4)、萨格纳克微分干涉仪的反射镜(7)、马赫-泽德尔微分干涉仪的反射镜(10)、萨格纳克微分干涉仪的相位调制器(6)、马赫-泽德尔微分干涉仪的相位调制器(8)、延迟线圈(9)、沿监测区域(14)布设的传感光纤(5)，监测系统(103)包括光电探测器(11)、数据采集器(12)、计算机(13)；

光源(1)、光隔离器(2)以及第一分束器(3)的端口B通过光纤依次连接，第一分束器(3)与第二分束器(4)通过传感光纤(5)连接，第二分束器(4)的端口a通过萨格纳克微分干涉仪的相位调制器(6)与萨格纳克微分干涉仪的反射镜(7)连接，第二分束器(4)的端口b通过马赫-泽德尔微分干涉仪的相位调制器(8)与延迟线圈(9)连接，延迟线圈(9)与马赫-泽德尔微分干涉仪的反射镜(10)连接，第一分束器(3)的端口A与光电探测器(11)以光纤连接，光电探测器(11)通过数据采集器(12)与计算机(13)连接并传输电信号，由计算机(13)对数据采集器(12)采集的信号进行数据分析处理并输出传感光纤沿线所发生的振动信息和振动位置信息；

其中，激光光源(1)、光隔离器(2)、第一分束器(3)与第二分束器(4)、萨格纳克微分干涉仪的反射镜(7)、萨格纳克微分干涉仪的相位调制器(6)、传感光纤(5)构成开环萨格纳克微分干涉仪，激光光源(1)、光隔离器(2)、第一分束器(3)与第二分束器(4)、马赫-泽德尔微分干涉仪的反射镜(10)、马赫-泽德尔微分干涉仪的相位调制器(8)、延迟线圈(9)、传感光纤(5)构成马赫-泽德尔微分干涉仪；

光路系统(101)向光纤传感系统(102)中发射光波，该光波经过开环萨格纳克微分干涉仪形成一对相干光，同时该光波经过马赫-泽德尔微分干涉仪形成另一对相干光，这两对相干光信号传输到监测系统(103)中，监测系统(103)通过光电探测器(11)完成光信号到电信号的转换，再通过数据采集器(12)将模拟信号转换为数字信号并送入计算机(13)中进行数字信号处理和数据分析。

2.根据权利要求1所述的周界安全监测装置，其特征在于，在由激光光源(1)、光隔离器(2)、第一分束器(3)与第二分束器(4)、萨格纳克微分干涉仪的反射镜(7)、萨格纳克微分干涉仪的相位调制器(6)、传感光纤(5)构成的开环萨格纳克微分于涉仪中具体光路如下：

从激光光源(1)发出的激光经过光隔离器(2)传输到第一分束器(3)的端口B处，按功率1∶1分成两束光，其中一束光从第一分束器(3)的端口C出发，沿顺时针方向经过传感光纤(5)到达第二分束器(4)的端口d处，该到达第二分束器(4)的端口d的光又被按功率1∶1分成两束光，其中一束光从第二分束器(4)的端口a出发到达萨格纳克微分干涉仪的反射镜(7)经反射后到达第二分束器(4)的端口a，到达第二分束器(4)的端口a的这束光再以功率1∶1分成两束光，其中一束光从第二分束器(4)的端口c出发沿顺时针方向经过传感光纤(5)的到达第一分束器(3)的端口D；

从激光光源(1)发出经过光隔离器(2)传输到第一分束器(3)的端口B处并按功率1∶1分成的两束光的另外一束光从第一分束器(3)的端口D出发，沿逆时针方向经过传感光纤(5)到达第二分束器(4)的端口c处，该到达第二分束器(4)的端口c处的光以功率1∶1分成两束光，其中一束光从第二分束器(4)的端口a出发到达萨格纳克微分干涉仪的反射镜(7)经反射后到达第二分束器(4)的端口a，到达第二分束器(4)的端口a的这束光又被按功率1∶1分成两束光，其中一束光从第二分束器(4)的端口d出发沿逆时针方向经过传感光纤(5)到达第一分束器(3)的端口C；

上述到达第一分束器(3)的端口D的光，与到达第一分束器(3)的端口C的光回到第一分束器(3)进行干涉，干涉后干涉光从第一分束器(3)的端口A进入监测系统(103)。