[实用新型]一种基于光纤干涉仪的区域防入侵系统的光路复用系统

说明书

技术领域

本实用新型是一种基于光纤干涉仪的区域防入侵系统的光路复用系统，涉及机械振动的测量、冲击的测量和管道系统技术领域。

背景技术

区域的安全防范一直以来都是一个重要的问题，诸如军事基地、机场、军械库、油库、油气管道场站和住宅小区等，对这些区域的有效防护至关重要。

目前主要的区域入侵防范技术有基于电的和基于光的两大类；

基于电的技术主要有高压电网技术、泄漏电缆技术等。在某些重要区域边界上设置了高压电网，能在一定程度上对入侵者形成威慑，但高压电网存在安全性差、不具备联动报警功能；使用辐射电磁场的泄漏电缆进行入侵探测时，容易受到雷电等强电磁环境干扰而增加系统误报。

基于光的技术主要有红外线对射报警技术、摄像头监视技术、光纤成像入侵探测技术和光纤传感的入侵探测技术等。其中红外对射报警技术中红外激光束难以准确对准受光器的微小靶心，尤其在雨天和雾霾天气时，会因雨水、雾霾的折射使激光束传播方向产生偏差，晴朗天气时如有落叶、小动物等障碍物阻挡对射途径时就会引发系统报警，而且因不具备一定的隐蔽性使得入侵者极易绕开对射路径，造成报警器失效；对布设方式的要求也较高，一般仅适用于短距离的平坦区域。

摄像头监视技术是目前采用的较多的一种入侵监测模式，摄像头监视由于具有较窄的视野特别是在摄像头侧后面的盲区常常被攀越，而且摄像头监视也常常受到天气的影响而失效。光纤成像入侵探测技术是基于光波在多模光纤中由于不同传输模式之间的干涉形成散斑，散斑图像随外界扰动发生变化，该方式容易受到环境影响形成误报。

光纤传感的入侵探测技术有测量光纤的微弯损耗的，该方法灵敏度低，不适合于动态事件的检测。

光纤传感的入侵探测技术中也有一部分是基于干涉检测原理的，如，中国石油天然气集团公司和中国石油天然气管道局的“光纤安全预警装置”(ZL200620124262.X)实用新型专利。目前的干涉技术方案均为单一干涉仪和单一防线，这些方案同样容易受到环境影响，把环境导致的一些假入侵信号误认为入侵而产生虚警。且光纤的用量也很大，费用大。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种受环境影响小、节省的基于光纤干涉仪的区域防入侵系统的光路复用系统。

区域防入侵系统结构上可分为主机设备、传输光路、光路适配器和干涉仪光路。当干涉仪光路探测到有扰动信号出现时，触发系统进入警戒状态，如果继续有扰动信号出现并且其特征符合入侵行为特征模式，系统产生报警。

一种基于光纤干涉仪的区域防入侵系统的光路复用系统：本系统是配合基于光纤干涉仪的区域防入侵系统对光路的复用系统。如图2所示，基于光纤干涉仪的区域防入侵系统是按照保护区域大小和对入侵报警位置信息精度要求不同，由光纤干涉仪在保护区域的边界布设一个或多个防区，并对保护区域形成至少一个完整的包围，多个防区经过串联或者并联同样构成对保护区域的一个完整包围；光源15发出的光经过传输光路I16到达光路适配器17，由光路适配器17分束后分成多路，分别对应于多个防区的传感光路20，再由传输光路II 18传回光路适配器17；在每一个防区内，都有平行于边界的防线，该防线在纵深上有间隔隔开，防线由一路传感光路20组成；检测每个防区光纤干涉仪两传感臂内传输的光信号相位差值，对保护区域边界可疑扰动事件特征进行判别，信号特征符合入侵行为特征模式时系统判定振动信号的位置并产生报警。

为有效节省纤芯资源，在采用单波长光源时，不同防区、防线的光信号不能相互混叠，否则就无法准确区分出扰动信号的来源，因此当防区数量较大时所需的纤芯数量会较大，限制了区域防入侵系统的应用领域。为了克服这个问题，本实用新型提出一种复用纤芯的系统：如图1所示，它是光源15用一根光纤接至适配器I，适配器I后接数量与防区数相同的适配器；每一防区的适配器再接该防区内各道防线的光纤干涉仪，这些光纤干涉仪的输出一并接光缆接头盒，最后再由光缆接至探测器阵列。

光源15发出光后不是采用每道光纤干涉仪防线一根传输纤芯的做法，而是采用每个防区一根光源传输纤芯的方案，光源15发出的光经光路适配器I分束后再经过一个对应于防区数量的分束器分束到各防区，每一防区的适配器再分束为多束光，分别接入该防线内各光纤干涉仪，这些光纤干涉仪的输出一并接光缆接头盒再汇集到一起，最后再经集束后传回处理。

多个防区的此方案在光源输出端进行了光路的复用，一定程度上节省了纤芯数目，扩展了区域防入侵系统的应用领域。