[发明专利]光纤振动传感器

说明书

技术领域

本发明涉及把光纤固定在围栏等构造体上，检测对光纤施加的机械振动，检测到侵入者等的光纤振动传感器，特别涉及萨尼亚克(Sagnac)干涉型光纤振动传感器。

背景技术

为了抑制侵入者的盗窃或破坏、信息的流出，或者为了确保人身安全，对于实体安全(physical security)技术的关心正在提高。特别是在机场或海港、发电厂等重要设施中，采取在用地边界设置围栏来阻止非法侵入的措施，但是围栏的物理高度或强度有限，需要并设检测非法侵入行为的侵入检测传感器。

作为这样的侵入检测传感器，固定在围栏的构造体上，检测该构造体的振动的振动传感器受到关注，因为能够期待低成本化和现场的耐久性，所以使用萨尼亚克干涉系统的萨尼亚克干涉型光纤振动传感器受到关注。

如图13所示，在现有的萨尼亚克干涉型光纤振动传感器中，使用光纤环(fiber loop)132的一部分作为振动检测用的传感器检测部，沿着围栏等构造体配置该光纤环132。

在该光纤振动传感器131中，从光源133出射的光经第一光耦合器(coupler)134传播，通过偏振镜135成为直线偏振光，通过第二光耦合器136分支成两束光，分别入射到光纤环132的不同端。在入射到光纤环132的光中，把一方设为右旋光Lcw，把另一方设为左旋光Lccw。

所述左右旋光Lcw、Lccw通过相位调制器137调制光的相位，绕光纤环132一周后再次入射到第二光耦合器136。入射到第二光耦合器136的左右旋光Lcw、Lccw在第二光耦合器136中干涉而成为干涉光，通过偏振镜135传播，通过第一光耦合器134再次被分支成两束光，分支后的一束光被受光器138接受。

当光纤环132不振动时，受光器138始终检测出固定的光强度，但是当光纤环132振动时，在左右旋光Lcw、Lccw中产生相位差，通过受光器138检测出的光强度发生变化。通过信号处理单元139检测该光强度的变化，由此检测出光纤环132的振动。

在图13所示的光纤振动传感器131中，在光纤环132的中间点附近，左右旋光几乎在同时刻通过，因此存在不易产生由于振动引起的相位差，检测灵敏度下降的问题。特别是在光纤环132的中间点，检测灵敏度为0。

为了解决该问题，在专利文献1中提出了如下光纤振动传感器：在构成光纤环的光纤中，把至少一半长度的光纤作为延迟用光纤收容在振动传感器本体内，把灵敏度为0的光纤环的中间点配置在振动传感器本体内(或者振动传感器本体的出口)，由此使长度方向的灵敏度均一，实现了检测灵敏度的提高。

另外，近年来有如下需求：利用萨尼亚克干涉型光纤振动传感器，例如不仅检测出侵入者，还要确定侵入者从哪里侵入的这样的侵入位置信息。因此，在专利文献2中提出了沿着围栏等构造体配置长度不同的光纤环，根据检测出振动的光纤环的组合来确定在哪个区域发生了振动的光纤振动传感器。

但是，在专利文献2的光纤振动传感器中，为了更加细致地确定侵入者侵入的位置、即振动发生的位置，需要增加光纤环的数量，存在装置结构变得复杂、成本提高的问题。

专利文献1：日本特开2008-309776号公报

专利文献2：日本特开2010-48706号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种光纤振动传感器，其能够解决上述课题，在长度方向整个长度上都具有良好的检测灵敏度，并且能够更细致地确定侵入者侵入的位置。

本发明是为了达到上述目的而提出的，其提供一种光纤振动传感器，其为具备沿着构造体配置的光纤环、和经由所述光纤环检测在所述构造体中发生的振动的振动传感器本体的萨尼亚克干涉型光纤振动传感器，其中，具备两个所述光纤环，这两个光纤环，长度方向的至少一部分互相沿着对方配置，并且使一个光纤环的检测振动的灵敏度从一端侧向另一端侧减小，且另一个光纤环的检测振动的灵敏度从一端侧向另一端侧增加，所述振动传感器本体具有振动发生判定部，其根据经由所述两个光纤环获得的输出的和，来判定是否在所述构造体中发生了振动；以及振动位置判定部，其根据用经由所述两个光纤环获得的输出的和除经由所述两个光纤环获得的输出的差而得的输出比，来判定在所述构造体中振动发生的位置。

可以逆向配置所述两个光纤环，使得一个光纤环的前端侧位于另一个光纤环的基端侧，一个光纤环的基端侧位于另一个光纤环的前端侧。