[发明专利]一种可配置的流水式光纤扰动报警检测方法及其检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及检测仪领域，尤其涉及一种可配置的流水式光纤扰动报警检测方法及其检测仪。

背景技术

随着光导纤维和光纤通信技术^[1]的不断成熟，光纤传感器^[2]得到了快速发展。光纤传感器利用其自身的敏感特性进行传感，通过被测物理量(如应力、温度、压力、电场、磁场等)对光纤内的传输光进行调制，使得光波的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化，在接收端通过对被调制光信号进行检测，得出被测物理量^[3]。

基于光纤传感技术的周界安防系统^[4]在安防领域也逐渐被人们所重视。与传统的红外线^[5]、电子围栏^[6]、激光^[7]等安防系统相比，光纤传感系统对压力和振动非常敏感，且兼备传感和信号传输的功能，能够对直接触及或间接传递给光纤的各种扰动进行实时监控，将传感光纤上的微小振动转化为电信号传递给信号处理终端进行分析处理和智能识别，对监控区域内的入侵行为实现告警。光纤周界安防系统是全光纤系统，具有灵敏度高、安全可靠、抗电磁干扰、耐高温腐蚀以及传输信息量大等优点，适合于高温高压、易燃易爆环境和机场、军事区域、小区别墅、学校等区域进行监控^[8][9][10]。

在布设有光纤传感系统的区域，当发生外界入侵事件^[11][12](攀爬围栏、侵犯光缆以及墙体打洞等)时，振动传感器就将采集到事件侵犯扰动信号。由于扰动信号与无扰信号的频率范围差别较大，所以目前大部分都是使用过零点检测^[13]或者通过固定滤波器^[14]来实现扰动信号的入侵检测。但是，过零点检测是在时域上进行的，抗噪性能比较差，在强噪声环境下往往很难满足要求；而不同时间、不同地点以及不同系统的外界噪声和入侵事件的频率范围都是变化的，这样单独使用固定滤波器就很难满足要求，缺乏灵活性。

发明内容

本发明提供了一种可配置的流水式光纤扰动报警检测方法及其检测仪，本发明根据无扰环境下的噪声频带分布，实现对高通滤波器系数的快速灵活配置，详见下文描述：

一种可配置的流水式光纤扰动报警检测方法，所述方法包括以下步骤：

(1)对振动传感器采集的信号进行快速傅立叶变换，获取截止频率f_c；

(2)根据截止频率f_c值、预设的采样速率f_s和高通滤波器的长度2N-1，确定信号下采样率D和高通滤波器的边界频率参数p；

(3)用信号下采样率D对振动传感器采集的信号进行下采样得到新信号x(n)，根据滤波器参数N、p快速配置出滤波器系数向量g，并用该滤波器对流水输入的x(n)做滤波，输出处理后的x′(n)；

(4)求取x′(n)的功率P，与事先设定的功率阈值P_th进行比较，若P大于P_th，光纤系统就发出报警，表明存在外界事件入侵。

所述滤波器系数向量g具体为：