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基于光纤传感技术的安防监控系统
2006年3月16日 14:54  
  (一)工作原理
   
   光纤不仅可以用于信号传输,还可以作为安全防范应用中的传感器。当光纤传感器受到外界干扰影响时,光纤中传输光的部分特性就会改变,通过配置特殊的感测设备,经过信号采集与分析,就能检测光的特性(即衰减、相位、波长、极化、模场分布和传播时间)变化。通过检测光的特性变化,使得许多事件和状态的测量得以监控,这些事件括:张力、位移、损坏、破坏、振动、冲击、声波、温度、负载等。通过报警控制器的特殊算法和分析处理,区分第三方入侵行为与正常干扰,实现报警及定位功能。
                                
   (二)核心技术
    
    1、移动和震动感应器
                                    
    该传感器应用光相移检测器专利技术,可以检测光缆受外界的干扰情况。传感器中的相干激光器向多模光纤发射连续激光波,激光传到光纤的末端后由一个终端单元反射回来;若光纤没有受到外界的扰动,则光检测器将不对反射波产生报警信号;如果光纤受到外界扰动,如:震动和移动等,则光的特性产生变化,变化量则取决于光纤受外界扰动的强度,其振幅和频率同样可以被检测到,借助软件工具就可将这些变化转变成可识别的各种信号,进而触发报警。
    
    该传感器通常用于区域报警或通道报警类的安全保障系统,适合于分区域和短距离周界报警。
                                
    2、微应变/定位传感器
                                    
    微应变传感器基于“干涉检测”原理。为了检测微应变,通常采用两芯单模光纤来实现。这两根光纤组成了“干涉传感器”的一个臂,用相干激光器向其发射一束激光,若光纤没有受到外界的扰动,则光检测器将不对反射波产生报警信号;如果光纤受到外界侵扰,如:运动、声波和触动,则光的波形改变,并产生干涉图像,光检测器可检测到这一波形变化,而且通过软件可以分辩出事件的真实情况。
    
    相干激光器发射是连续波激光束,光纤传感器的频率响应范围从1Hz至1Mz,通常情况下只需1 Hz至100K Hz。这项技术可以用来检测动态应变,而响应时间在毫秒级。
                                    
    定位器技术可以与微应变传感器结合。一个典型的系统通常需要三芯光纤,两芯用于微应变传感器,一芯用于定位,从而实现远距离安全保障系统的定位报警功能。定位器技术是FFT公司的一项专有技术,并已获得了国际专利。
                                    
    激光器向光纤发射激光,激光分别通过“干涉传感器”的一个臂和装有FFT专利技术的终端单元。为了精确定位,需要将光纤的长度信息输入计算机软件中。根据现场情况将光纤长度距离换算为实际距离,该系统根据使用环境的不同,系统的定位精度一般在±100米左右。
                                
   (三)光纤传感监控系统技术指标
                                
    响应时间:  瞬间
    频率响应:  1Hz — 100KHz;
    报警概率:  90%;
    虚警概率:  5%;
    监控距离:  30 — 60KM/套;
    定位精度:  ±100米左右;
    工作状态:  全实时7×24小时监控;
    工作温度:  20℃±5℃(主控机),
    - 30℃ — +60℃(传感器); 
    传感器类型:无源、连续、无辐射、抗干扰;
    滤波器带宽:用户可调;
    检测门限:  用户可调,电平,幅度,频率,持续时间;
    报警门限:  用户可调,幅度,频率,持续时间;
    报警灵敏度:用户可自行设定; 
    光纤折断报警;
    预警功能;
                                
    (四)应用领域
                                    
   用于保护政府机构、军事基地、发电厂、泵站、大使馆、机场、工厂、仓库、通信设施、港口、国界;石油天然气管线,通信骨干光缆等。
 
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