[实用新型]一种分布式振动光纤防范系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体地，涉及一种分布式振动光纤防范系统。

背景技术

光纤作为传感器，外界扰动会对光纤产生作用，从而改变光纤中光束传播的光程，引起位相变化，采用干涉测量技术可以检测出这种位相变化，然后通过相应的算法可以得到扰动距离等信息。与传统的传感方法相比，分布式光纤传感具有灵敏度高、距离远、体积小、无电磁干扰等诸多优点。目前，光纤传感技术的研究内容除了光路拓扑和检测技术之外，更多的关注于系统中对检测信号的实时处理，即所使用的算法设计，包括位相解调算法、定位算法及模式识别等。

基于Sagnac光纤干涉仪方法，原理如图1所示。

基本光路由光源、探测器、3dB耦合器及一个光纤环路构成。光由耦合器分成两路沿两个方向在光纤环路中传输，然后返回到耦合器处相干再输出到探测器。当光纤环路上没有扰动时，两个方向的光程相同，两路相干叠加时位相差稳定，探测器输出为直流。当环路中距离环路中点距离z的某点出现扰动时，扰动改变了传输光的相位变化，在耦合器处会形成与扰动特征相关的不稳定位相差变化。假设扰动引起的位相变化为φ(t)，则在t0时刻，到达耦合器发生相干的两路光的位相分别为φ(t0-(L+z)/vp、φ(t0-(L-z)/vp，可推导出它们的位相差正比，从中可看出Sagnac环输出的相干信号中包含了扰动变化和位置信息。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在可靠性低、抗干扰能力弱和稳定性差等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种分布式振动光纤防范系统，以实现可靠性高、抗干扰能力强和稳定性好的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种分布式振动光纤防范系统，包括并行设置在待测区域、且共用两条光纤的双Sagnac光路拓扑结构，以及依次与所述双Sagnac光路拓扑结构连接的数据同步器和PC工控机。

进一步地，所述双Sagnac光路拓扑结构，包括第一光源LD1、第二光源LD2、第一光纤、第二光纤、第一本地正弦位相调制器、第二本地正弦位相调制器、第一探测器PIN1、第二探测器PIN2、第一波分复用器、第二波分复用器、第三波分复用器和第四波分复用器；

在所述双Sagnac光路拓扑结构的第一Sagnac光路拓扑结构中，所述第一光源LD1、第一本地正弦位相调制器、第一波分复用器、第一光纤、第二波分复用器、第四波分复用器、第二光纤、第三波分复用器和第一探测器PIN1依次连接；

在所述双Sagnac光路拓扑结构的第二Sagnac光路拓扑结构中，所述第二光源LD2、第二本地正弦位相调制器、第二波分复用器、第一光纤、第一波分复用器、第三波分复用器、第二光纤、第四波分复用器和第二探测器PIN1依次连接。

进一步地，所述第一本地正弦位相调制器、第二本地位相调制器的型号，均为TMS320D642AZDK600。

进一步地，在所述第一光源LD1与第一本地正弦位相调制器之间，还连接有第一A/D转换器；

和/或，

在所述第二光源LD1与第二本地正弦位相调制器之间，还连接有第二A/D转换器。

进一步地，所述数据同步器的型号为XC3S500E-4PO2081。

本实用新型各实施例的分布式振动光纤防范系统，由于包括并行设置在待测区域、且共用两条光纤的双Sagnac光路拓扑结构，以及依次与双Sagnac光路拓扑结构连接的数据同步器和PC工控机；从而可以克服现有技术中可靠性低、抗干扰能力弱和稳定性差的缺陷，以实现可靠性高、抗干扰能力强和稳定性好的优点。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1现有Sagnac环原理图；LD：激光二极管(光源)；PIN：光电检测器(光电二极管、探测器)；CW：顺时针传播；CCW：逆时针传播；

图2为本实用新型中实际光路原理图；WDM：波分复用；

图3为本实用新型中光纤接线图，其中，(a)为第一光纤接线图，(b)为第二光纤接线图；

图4为本实用新型中算法流程示意图；