[发明专利]结合应变信息的光纤光栅周界安防系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤周界安防技术领域，尤其涉及一种结合应变信息的光纤光栅周界安防系统及方法。

背景技术

光纤光栅传感技术是近年发展起来的先进传感技术，与传统的电类传感技术相比，具有现场无源防爆、耐候防雷、布设灵活、使用寿命长、灵敏度高等优势，可对多种物理参量进行实时监测，包括：应变、压力、位移、温度、加速度等等，因此非常适合应用于周界安防领域。

现有的光纤光栅周界入侵报警系统(CN101840615)主要是通过分析作用于光纤布拉格光栅振动传感器上的振动波来判断是否报警，所以安装介质的振动波传递特性对系统的灵敏度有着直接的影响。而随着时间的流逝，防护围栏(墙)可能出现不同程度的老化、破损甚至垮塌，从而导致光纤光栅振动传感器的安装介质的受力状态发生改变，使得传感器对外界振动源的响应性能受到影响，由此可能导致振动监测报警系统频繁误报或者失效。

防护围栏(墙)的老化现象是无法避免的，但会对光纤光栅振动监测报警系统的性能造成不利影响。如何保证振动监测报警系统的长期稳定性和有效性，是需要考虑的问题。

发明内容

本发明的发明目的在于，提出一种可以有效应对围栏(墙)老化现象对系统造成的不利影响，保证振动监测报警系统长期的稳定性和有效性的结合应变信息的光纤光栅周界安防系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种结合应变信息的光纤光栅周界安防系统，包括：

探测光缆，其上串接多组传感器，每组传感器包括至少一个光纤光栅应变传感器和一个光纤光栅振动传感器；

应变监控单元，与各组传感器中的光纤光栅应变传感器连接，每隔预定时间读取光纤光栅应变传感器的应变信息。

本发明所述的系统中，该应变监控单元还用于设定光纤光栅应变传感器的灵敏度等级以及相对应的模式识别算法、参数和规则，并根据读取的应变信息以及预先设置的阈值，自动调节灵敏度等级。

本发明所述的系统中，该系统还包括振动监控单元，与各组传感器中的光纤光栅振动传感器连接，每隔预定时间读取光纤光栅振动传感器的振动信息，并根据灵敏度等级以及预设的模式识别算法对振动信息进行分析，判断是否有入侵行为。

本发明还提供了一种结合应变信息的光纤光栅周界安防调节方法，包括以下步骤：

设定光纤光栅应变传感器的灵敏度等级以及相对应的模式识别算法、参数和规则；

读取监测点的光纤光栅应变传感器的应变信息；

根据读取的应变信息以及预先设置的阈值，自动调节灵敏度等级。

本发明所述的方法中，该方法还包括步骤：根据读取的应变信息判断是否正常，具体包括：

对读取的所有监测点的应变信息进行横向比较，判断相邻监测点受力差异是否大于预设值，若是，则发出相应提示信息；

若所有监测点受力差异不大于预设值，则根据记录的各监测点的历史数据，则对各监测点受力状况趋势预测，判断是否存在某点受力状况将达到临界值，若是，则发出相应提示信息。

本发明所述的方法中，该方法还包括步骤：

读取光纤光栅振动传感器的振动数据以及当前灵敏度信息；

根据当前灵敏度信息对振动数据中的扰动信号进行分析；

根据分析结果判断是否有入侵行为。

本发明产生的有益效果是：本发明将光纤光栅应力传感器与光纤光栅振动传感器能够很好地兼容在同一光缆中。无需重复安装增大施工量。并且保持了光纤类传感器现场无源、布设灵活等优势。将应变信息作为振动传感系统进行自我调节的依据，根据受力状态及时地调整监测点的灵敏度，能够有效应对围栏(墙)老化现象对系统造成的不利影响，从而保证振动监测报警系统长期的稳定性和有效性。

进一步地，各监测点在相应灵敏度设置下，所采用的模式识别算法规则，能够有效地识别人为攀爬翻越的行为，避免由安装介质共振、风雨、小动物触碰等引起的误报。

进一步地，通过分析长期的应变数据，能够对防护围栏(墙)自身的状态进行实时监测，提供及时的安全信息。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例振动和应变光纤光栅传感器安装在围栏的示意图；

图2是本发明实施例结合应变信息的光纤光栅周界安防调节方法的流程图；

图3是本发明振动和应变探测相结合对系统进行调节的示意图；