[发明专利]连续光波分复用型长距离分布式扰动定位装置及方法

说明书

技术领域

本发明设计属于光纤传感和安防监控领域。尤其涉及长距离分布式安全监测的工程和装备。能够对监测区域的振动进行检测和定位。 

背景技术

对于居民居住小区以及具有重大价值的设施目标，比如大坝，石油、天然气管道，仓库、博物馆甚至国境线等，对安全防护的需求越来越大。这些具有重大价值的设施和目标，一旦被不法份子渗透破坏，将对人民的生命财产安全乃至国家的安全造成重大的破坏，因此急需进行有效的安全保护。 

目前，对于安全监控系统应用比较广泛的是红外对射式方案。该方案虽然简单、廉价，但是易于被入侵者发现，使入侵者可以比较容易的避开监控点。因此该方案很难对入侵者进行有效的监控。除此之外，还有基于“振动电缆”或“泄漏电缆”的防卫系统，这两种方案虽然一定程度上可以解决红外对射式方案的问题，但整个系统成本相对较高，且电子系统也易受外界的干扰，造成“虚报”。 

针对上述问题，目前已提出了基于光纤的安全监控系统。由普通的通信光纤作为传感器。当外界施加在光纤上的物理量诸如应力等发生变化的时候，通过光纤的光的各个参量如相位、振幅、频率等将会发生相应的变化。通过监测这些变化量即可探知外界的情况。目前，基于光纤的安全监控系统主要采用了基于OTDR技术和干涉技术两种方案。目前OTDR技术已经发展的较为成熟，采用OTDR的技术方案易于实现，但是该方案灵敏度较低，无法检测出微小的振动，且随着监测距离的增加，其监测和定位精度将有所降低。 

针对OTDR所存在的问题，国内外的一些公司和研究机构提出了一系列的方案。如澳大利亚的FFT(Future Fiber Technologies)公司提出的基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤监控系统。但是由于需要在实际施工时同时埋设三根光纤，不但增加了系统的成本，而且极大的提高了系统构建的难度。 

发明内容

针对目前安全防护系统所存在的问题，本发明提出了一种连续光波分复用型长距离分布式扰动定位装置及方法。该方案具有很高的灵敏性，并能对外界振动点进行精确的定位。 

技术方案： 

一种连续光波分复用型长距离分布式扰动定位装置，包括所发光波的中心波长不同的，第一波分复用器、第二波分复用器、第三波分复用器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、光纤延迟线、反射镜、折射率匹配液以及传感光纤；第一宽带光源和第二宽带光源的双向端口分别与第一波分复用器的第一双向光端口和第一波分复用器的第二双向光端口相连；第一波分复用器的第三双向光端口与第一光纤耦合器的第一双向光端口相连；第一光纤耦合器的第三双向光端口与光纤延迟线的双向光端口相连；第一光纤耦合器的第四双向光端口和第二双向光端口分别与第二光纤耦合器的第二双向光端口和第三波分复用器的第一双向光端口相连；第二光纤耦合器的第一双向光端口和第二光纤耦合器的第三双向光端口分别与光纤延迟线的另一双向光端口和传感光纤的双向光端口相连；第二波分复用器的第一双向光端口与反射镜相连；第二波分复用器的第二双向光端口与折射率匹配液相连；第二波分复用器的第三双向光端口与传感光纤的另一双向光端口相连；第三波分复用器的第二双向光端口与第一光电检测电路相连；第三波分复用器的第三双向光端口与第二光电检测电路相连。