可实现断纤报警的分布式光纤探测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可实现断纤报警的分布式光纤探测系统，探测光缆环形设置，其中1×2光开关连接探测光缆中的首尾两端，当光缆正常时，光开关不进行切换工作，探测光脉冲只能通过光开关的端口1耦合到探测光缆的首端，瑞利散射光也同样通过端口1返回；一旦系统检测到断缆发生，光开关在计算机的控制下以固定频率在端口1和2之间切换，将探测光脉冲分别耦合到探测光缆的首尾端，系统接收两个数据组，分别是从端口1，2返回的瑞利散射光与本振光相干获得的数据，对其解调后的数据进行拼接后就可获得整条光缆上的报警信息。

【技术实现步骤摘要】
可实现断纤报警的分布式光纤探测系统
本专利技术涉及分布式光纤振动检测
，涉及利用光开关切换实现在断纤下能正常报警的方法。
技术介绍
随着技术的进步，分布式光纤振动检测技术越来越广泛应用于管道泄露探测，管道防开挖以及各种周界安防中。由于光缆裸露在外面，很容易受到破坏，一旦有人剪断光缆，系统对于断缆后端就失去了监控
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是现有的光缆在断缆后，后端部分无法监控的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种可实现断纤报警的分布式光纤探测系统，一种可实现断纤报警的分布式光纤探测系统，包括探测光缆、激光光源、第一耦合器、声光调制器、掺铒光纤放大器、环形器、第二耦合器、平衡探测器、信息采集卡、脉冲发生器、1×2光开关以及处数据处理单元；其中第一耦合器为1×2耦合器，将激光光源产生的入射光分成两路，第一路依次经过声光调制器、掺铒光纤放大器、环行器以及1×2光开关进入探测光缆中；另一路与瑞利散射光在第二耦合器中相干后输入到平衡探测器中，第二耦合器为2×2耦合器，采集卡采集数据后输送至数据处理单元，其中脉冲发生器与声光调制器连接；数据处理单元对光纤的数据进行幅值和相位提取，当某点的相对变化值超过阀值点即判定该点有振动入侵，发出报警信号；探测光缆环形设置，其中1×2光开关连接探测光缆中的首尾两端；当系统未检测到断缆时，探测光缆与1×2光开关的其中一个端口保持连接，当系统检测到断缆时，光开关在端口1和2之间切换，将探测光脉冲分别耦合到探测光缆的首尾端。进一步的，所述脉冲发生器的周期T＝2nL/c，L是光纤长度，n是光纤折射率，c是光速，T脉冲周期，光开关的切换周期为T。作为本专利技术的一种优选，当系统检测到断缆时，将脉冲发生器的周期修改为T1＝2nL1/c，L1是断缆光纤中较长部分的长度，n是光纤折射率，c是光速，光开关的切换周期为T1。从上述技术方案可以看出本专利技术具有以下优点：当系统检测到光缆断开时，通过光开关切换将探测脉冲分时耦合进首尾两段光纤中并同时解调采集的相关数据实现断纤下的正常报警功能的方法。附图说明图1为本专利技术的原理图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式做具体说明。如图所示，本专利技术的可实现断纤报警的分布式光纤探测系统包括探测光缆、激光光源、第一耦合器、声光调制器、掺铒光纤放大器、环形器、第二耦合器、平衡探测器、信息采集卡、脉冲发生器、1×2光开关以及处数据处理单元；其中第一耦合器将激光光源产生的入射光分成两路，第一路依次经过声光调制器、掺铒光纤放大器、环行器以及1×2光开关进入探测光缆中；另一路与瑞利散射光在第二耦合器中相干后输入到平衡探测器中，采集卡采集数据后输送至数据处理单元，其中脉冲发生器与声光调制器连接；其中1×2光开关连接探测光缆中的首尾两端，当光缆正常时，光开关不进行切换工作，探测光脉冲只能通过光开关的端口1耦合到探测光缆的首端。脉冲发生器的周期脉冲周期由光纤的长度决定，周期T＝2nL/c，L是光纤长度，n是光纤折射率，c是光速，T脉冲周期。当探测光缆未发生断缆，当一条光纤数据采集完成后，数据采集卡将数据发送到数据处理程序进行幅值和相位提取，经一系列运算后得到变化值，系统设置一个变化阈值，当某点的变化值超过所设阀值即判定该点有振动入侵发生，发出报警信号，并将其位置通过l＝Δt×c/2n计算出来(n是光纤折射率，c是光速，Δt是数据采集卡单次采集到报警点所在位置时所需时间)反之则认为无振动信号。当光缆发生断缆时，控制系统控制1×2光开关以固定的频率进行切换，由于振动信号会持续一定的时间，为了减少数据处理量，可以将光开关的切换周期设置与脉冲发生器的脉冲相同。在两个脉冲周期内，两段光缆分别会有一段瑞利散射光从光开关进入环形器。为了进一步提高响应速度，当发生断缆后，其可以将脉冲发生器的周期设置为T1＝2nL1/c，L1是断缆光纤中较长部分的长度，n是光纤折射率，c是光速，光开关的切换周期为T1。断缆的位置可以通过数据采集卡采集的数据进行确认。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可实现断纤报警的分布式光纤探测系统，其特征在于：/n包括探测光缆、激光光源、第一耦合器、声光调制器、掺铒光纤放大器、环形器、第二耦合器、平衡探测器、信息采集卡、脉冲发生器、1×2光开关以及处数据处理单元；/n其中第一耦合器为1×2耦合器，将激光光源产生的入射光分成两路，第一路依次经过声光调制器、掺铒光纤放大器、环行器以及1×2光开关进入探测光缆中；另一路与瑞利散射光在第二耦合器中相干后输入到平衡探测器中，第二耦合器为2×2耦合器，采集卡采集数据后输送至数据处理单元，其中脉冲发生器与声光调制器连接；/n数据处理单元对光纤的数据进行幅值和相位提取，当某点的相对变化值超过阀值点即判定该点有振动入侵，发出报警信号；/n探测光缆环形设置，其中1×2光开关连接探测光缆中的首尾两端；当系统未检测到断缆时，探测光缆与1×2光开关的其中一个端口保持连接，当系统检测到断缆时，光开关在端口1和2之间切换，将探测光脉冲分别耦合到探测光缆的首尾端。/n

【技术特征摘要】
1.一种可实现断纤报警的分布式光纤探测系统，其特征在于：
包括探测光缆、激光光源、第一耦合器、声光调制器、掺铒光纤放大器、环形器、第二耦合器、平衡探测器、信息采集卡、脉冲发生器、1×2光开关以及处数据处理单元；
其中第一耦合器为1×2耦合器，将激光光源产生的入射光分成两路，第一路依次经过声光调制器、掺铒光纤放大器、环行器以及1×2光开关进入探测光缆中；另一路与瑞利散射光在第二耦合器中相干后输入到平衡探测器中，第二耦合器为2×2耦合器，采集卡采集数据后输送至数据处理单元，其中脉冲发生器与声光调制器连接；
数据处理单元对光纤的数据进行幅值和相位提取，当某点的相对变化值超过阀值点即判定该点有振动入侵，发出报警信号；
探测光缆环...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一川，胡孝晖，
申请(专利权)人：无锡科晟光子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32