[实用新型]光纤周界传感定位系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤传感领域，尤其涉及一种光纤周界传感定位系统。

背景技术

光纤不仅仅可用于传输信号,还可当作传感器使用。当外界干扰影响到光纤时,光纤传输光的部分特性就会改变,我们通过监测光的特性(衰减、相位、波长、极化、模场分布和传播时间)变化，即可获知光纤是否受到外界干扰。

随着社会的发展，学校、工厂、金融机构、机场、军事基地、输油管道等基础设施的安全运行关系着每个人的切身利益，安防设施要自动化，提高监测效率，减少人工巡检造成的监测漏洞。

现有的基于M-Z干涉仪的周界传感定位系统，都是使用M-Z干涉仪的干涉臂为传输光纤(如图1所示)，并以其中一条干涉臂作为感测臂，另一条干涉臂为参考臂，在线路铺设时候，M-Z干涉仪的两条干涉臂通常相距较近，当传输光纤线路上某处发生振动时，可能使传感臂与参考臂两者产生的相位延迟相同，以至于不发生扰动干涉，而无法实现故障的精确告警。

基于此，本实用新型所研究的一种光纤周界传感定位是基于双M-Z干涉仪并利用传输光纤作为干涉介质的新型光纤周界传感定位系统，通过该新型的光纤周界定位系统可对在传输光纤布设路径上发生的入侵、振动及自然破坏等突发事件进行实时监测并精确定位。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光纤周界传感定位系统，用以克服背景技术中的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种光纤周界传感定位系统，包含ASE光源、第一M-Z干涉仪、第二M-Z干涉仪、第一光电探测器及第二光电探测器，还包含有第一蓝/红带滤波器、第二蓝/红带滤波器、红/蓝带滤波器及传输光纤，所述ASE光源与所述第一蓝/红带滤波器连接，所述第一蓝/红带滤波器分别与所述第一M-Z干涉仪及第二M-Z干涉仪连接，所述第一M-Z干涉仪分别与所述第一光电探测器及第二蓝/红带滤波器连接，所述第二M-Z干涉仪分别与所述第二光电探测器及红/蓝带滤波器连接，所述第二蓝/红带滤波器及红/蓝带滤波器之间通过所述传输光纤连接。

上述光纤周界传感定位系统中，还包含有与所述第一光电探测器连接的第一运放器、及与所述第二光电探测器连接的第二运放器、及与所述第一运放器和第二运放器分别连接的模/数转换器、及与所述模/数转换器连接的中央控制器、及与所述中央控制器连接的音箱、以及与所述模/数转换器、中央控制器和音箱分别连接的电源。

优选的，所述第一M-Z干涉仪包含有与所述第一蓝/红带滤波器的蓝带端口连接的第一耦合器、及与所述第二蓝/红带滤波器连接的第三耦合器、以及与所述第一耦合器和第三耦合器连接的两个非对称干涉臂；

所述第二M-Z干涉仪包含有与所述第二蓝/红带滤波器的红带端口连接的第二耦合器、及与所述红/蓝带滤波器连接的第四耦合器、以及与所述第二耦合器和第四耦合器连接的两个非对称干涉臂。

上述优选方案中，所述第一M-Z干涉仪的两个非对称干涉臂的长度相差至少300m，所述第二M-Z干涉仪的两个非对称干涉臂的长度相差至少 300m，所述第一M-Z干涉仪的两个非对称干涉臂与所述第二M-Z干涉仪的两个非对称干涉臂长度一一对应且相等。

上述优选方案中，所述第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器及第四耦合器均为分光比为50:50的光纤耦合器。

本实用新型提供一种光纤周界传感定位系统的工作原理如下：

ASE光源输出宽带光经过第一蓝/红带滤波器后分为蓝带和红带两部分功率基本相当的光并分别进入第一M-Z干涉仪和第二M-Z干涉仪，其中，蓝带ASE光进入第一M-Z干涉仪，红带ASE光进入第二M-Z干涉仪，从第一M-Z干涉仪中输出的蓝带ASE光经过对应的第二蓝/红带滤波器沿顺时针方向在传输光纤中传输并至对端的红/蓝带滤波器被滤除；从第二M-Z干涉仪中输出的红带ASE光经过对应的红/蓝带滤波器沿逆时针方向在传输光纤中传输并至对向的第二蓝红带滤波器被滤除；

蓝带或红带ASE光在传输光纤中传输的过程中，若传输光纤上没有任何入侵、振动或者自然破坏等现象时，沿顺时针传输的蓝带ASE光所产生的后向散射光会返回到第一M-Z干涉仪中并在第一耦合器处发生干涉，形成稳定的干涉信号，此时第一探测器会接收到稳定干涉光功率，沿逆时针传输的红带ASE光所产生的后向散射光会返回到第二M-Z干涉仪中并在第二耦合器处发生干涉，形成稳定的干涉信号，此时第二探测器会接收到稳定的光干涉功率；