定位型超远程全光纤周界安防系统

基于Φ-光时域反射计提出了一种超远程定位型全光纤周界安防系统方案。该传感器利用Φ-光时域反射计的干涉机理,从光纤中不同部分反射回来的瑞利散射光发生干涉,同时采用在分布式光纤传感器的多段传感光缆之间嵌入多级光中继放大传感装置。利用中继放大传感装置的增益克服了光纤损耗,增强了光纤中自发瑞利散射光的强度,传感光缆分段进行测量。当在多段传感光缆之间引入N个远程光中继放大传感装置进行级联时,可实现分布式光纤传感器的N×L(L为每段传感光纤长度)超远程监测。     

分布式光纤周界警戒系统技术研究

针对传统周界警戒系统中存在的问题和不足,分析了光纤周界警戒系统的基本原理组成和特点,探讨了基于振动感应的光纤光缆传感单元,微应变检测和定位,信号采集与处理,系统信号解调等主要关键技术。并研究了国内外光纤周界警戒技术发展现状,提出了周界警戒产品未来的发展方向。     

桂林聚联科技有限公司推出OVSS、FAMMS系统

基于光纤传感技术的光缆振动监控报警系统(OVSS)是一项集入侵预警、报警为一体的综合性安全防范系统,有效地弥补了常见安防系统的不足之处,更好地满足各行业对周界防护的应用需求。本系统采用普通光缆作为传感器件,将光缆附在围墙、护栏和草坪等承载物上,直接触及光缆或承载物的入侵行为会     

一种具有迈克耳逊结构的新型光时域反射仪

利用传输光纤中后向瑞利散射光携带有光纤位置、外界振动等信息的特点,采用光纤迈克耳逊结构构成干涉型光时域反射仪,有望以分布方式传感沿光纤的微小振动信号.文中设计了一种新型结构的分布式光纤振动传感器,该传感器用3dB耦合器将波长为1310nm的红外激光分为两路相干光:参考光和传感光,它们中的后向瑞利散射光在耦合器处发生干涉,干涉信号的变化点对应于振动点所在的位置.将没有振动信号、加微小振动信号和加损耗干扰三种情况分别作用于传感光纤并进行了试验对比.结果表明,在微小振动的情况下,光强变化微弱;加损耗时,光强变化显著,定位准确.     

光纤周界安防技术研究现状及应用前景

本文主要介绍了Sagnac干涉型光纤安防系统、M-Z干涉型光纤安防系统、OTDR技术光纤周界安防技术和基于光纤光栅传感技术的光纤周界安防技术原理,并进行相互比较对比各自优劣。     

用于周界安防的光纤光栅振动传感系统研究

基于光纤光栅传感理论设计了一种应用于周界安防的低频振动传感器.采用商用解调仪OPD4000对传感器的灵敏度进行了测试,在10～100 Hz频率范围内,传感器灵敏度高于1 000 pm/g.基于非平衡迈克尔逊干涉仪相位载波调制(PGC)解调技术搭建了一套光栅传感器解调系统,实现对传感器低频振动信号的高精度实时解调,使得该系统可广泛应用于机场、监狱、油库、核场所等重要区域的周界安防中.     

基于迈克耳孙干涉和模式识别的全光纤周界安防系统

基于光纤迈克耳孙干涉仪和神经网络模式识别算法,设计并实现了一种新的防区型全光纤周界安防系统。采用偏振不敏感光纤迈克耳孙干涉仪作为周界入侵探测系统(PIDS)的振动传感器,降低了双折射效应导致的信号衰落,分析了传感光纤与物理围栏宿主材料间的应力应变关系对干涉信号相位变化的影响,并使用穿越统计(LC)和模式识别(PR)技术实现噪声抑制、行为分析和报警判决。实验证明,系统可以对入侵和干扰行为的原始干涉信号进行LC分析和特征提取,最小响应时间为0.5s,通过神经网络训练生成行为模式,并可通过动态均值算法(DMA)有效抑制雨致噪声和其他环境噪声。实现了低成本、高可靠性和高实用性的全光纤周界安防系统。     

桂林聚联科技有限公司推出OVSS、FAMMS系统北大核心

基于光纤传感技术的光缆振动监控报警系统（OVSS）是一项集入侵预警、报警为一体的综合性安全防范系统,有效地弥补了常见安防系统的不足之处,更好地满足了各行业对周界防护的应用需求。     

基于弱光栅阵列的增强相位敏感光时域反射仪振动传感系统

设计了一种基于弱光纤布拉格光栅阵列的增强相位敏感光时域反射仪(?-OTDR)振动传感系统,以反射率较大的弱光纤光栅反射信号代替?-OTDR中的瑞利散射信号,利用相邻弱光纤光栅反射信号间干涉信号的强度变化来判断光纤线路上振动事件的情况,并采用时分复用技术对振动点进行精确定位。结果表明,该系统在面向振动信号的检测与解调方面比?-OTDR更为简便,同时能实现分布式测量,并能解调出频率范围为10~500Hz的任意振动信号,在周界安防领域具有实际应用价值。     

基于氧化石墨烯微腔的光纤多频声振动传感器

本文提出一种基于氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)微腔的光纤多频法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)声振动传感器.该传感器使用单模光纤端面和GO薄膜构成微米级尺度的FP干涉微腔结构,采用液相法制备GO薄膜并将其作为声振动信号的敏感材料,实现对外界声振动信号的探测.通过控制和优化FP微腔长度可以获得消光比最大的干涉光谱,并对该传感器施加不同频率的单频、双频和三频声振动信号以测试其对多频信号的响应能力.实验结果表明,该传感器具有较高的信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR);对单频振动信号传感的SNR最高可达61.8 dB,频率响应范围较宽,约为500 Hz～20 kHz;对双频和三频声振动信号传感的SNR最高分别可达56.8 dB和54.4 dB.     

基于GPU的振动光纤入侵探测数据预处理算法

定位型振动光纤探测主机输出的是一个巨大的传感器阵列信号,数据量大且实时性处理要求高,对数据处理提出了很高的要求。本文立足于定位型光纤周界安防系统,基于英伟达公司(NVIDIA)的统一计算设备架构(CUDA)平台对预处理算法进行图像处理器(GPU)加速。结果表明预处理算法运行在GPU上可以达到很好的加速效果,对系统的实时性能有明显提升。     

一种用于周界入侵监测的FBG振动传感器

针对传统周界入侵监测中电学类振动传感器存在 的误报率高、易受电磁干扰和不易实现大面积网络 化和长期可靠的远程监测等不足,研究设计一种基于等强度梁结构的低频光纤布拉格光栅(FBG)振动传 感器。在分析等强度梁振动理论的基础上,推导了基于等强度梁的FBG振动调谐原理。 结合工程应用 实际,确定了等强度梁的结构尺寸,并针对振子质量进行优化设计。采用ANSYS对传感 器进行有限 元分析,得到其一阶谐振频率为94.74Hz。分别采用激振频率为35Hz的振动源对传感器进行振 动试验,试验数据的时域及频域分析结果表明,本文传感器具有良好的动态响应特性,能 够实现对振动频率的准确测量,可以满足特定环境下周界入侵监测的特殊需求。     

基于GPRS振动光缆周界报警系统在水中安防应用

介绍了振动光缆报警系统的组成及原理。并在此基础上,应用GPRS技术,设计了基于GPRS的振动光缆周界报警系统。利用GPRS的短消息功能,实现无线远程报警功能。文中描述了应用GPRS模块的设计与应用,根据应用环境的不同采取不同布防方式,而由于采用无线传输报警,系统布防简单、便于施工。该系统已成功应用于2010年广州亚运会水下安防系统中,通过用户测试验收、系统运行可靠、漏报警率低、虚警率低。     

基于单模-多模-单模光纤模间干涉的传感系统

基于单模-多模-单模光纤（SMS）结构的模间干涉现象,在外界环境变化时SMS 光纤结构输出光场散斑图样的变化规律,提出了一种用于振动、应力及温度检测的光纤传感系统。该系统使用光电二极管测量散斑图样部分固定区域的光功率变化,即可得到施加在多模光纤上的外界应力,通过FFT 和Hilbert 变换,可得到外界振动（频率、幅度）和温度变化信息。对该系统的振动测量和温度测量进行定标后,经实验研究测得,该系统振动测量误差小于0.7 Hz,温度测量误差小于5.0%。该系统结构简单,成本低,并可用于多参量的测量。     

移相干涉仪的主动抗振技术:光强-相位法振动探测与补偿

光学干涉测量易受环境振动的影响 ,本文提出了一种机电反馈式主动抗振方案 :光强 -相位法振动探测与补偿技术。在这个方案中 ,光电探测器测量干涉场中任意一点的光强因振动产生波动的情况 ,据此得到波前相位的变化量 ,经PZT光学移相器对波前相位采取象限区分反馈法进行实时校正。实验结果表明 ,这种方案可以对频率小于 5 0Hz、幅度小于 1/2光波波长的低频环境振动进行有效补偿 ,得到了稳定的条纹干涉图 ,同时还能进行移相测量     

Distributed optical fiber vibration sensing system based on polarization detection

A novel distributed optical fiber vibration sensing system based on polarization detection is proposed and demonstrated. A Faraday rotator mirror is employed at the end of the system, which eliminates the slow polarization variation of signal light and only responses to rapid polarization change caused by external vibration interference. Based on the sensing signal characteristics, the location of polarization disturbance point can be detected accurately. Experiments on polarization controller simulation and actual vibration detection show that a higher localization accuracy better than 1% is successfully obtained in 13.8 km, 21.2 km and 35.8 km sensing fibers systems.     

长距离双M-Z干涉型振动传感器实时定位算法研究

提出了一种基于离散小波预处理的长距离双Mach-Zehnder(M-Z)干涉型振动传感器实时定位算法。在进行互相关时延估计前,首先利用离散小波分解寻找振动起始点,并提取出有效数据域,在显著提高运算速度的同时,有效降低了各类相干噪声和干扰引入的定位误差。利用总长30.498km的普通室外光缆进行了现场实验,结果表明,算法在2MHz采样率情况下达到了50m的定位精度,定位时间不超过1s。     

基于偏振模干涉的光纤光栅动态应变解调系统

基于保偏光纤中正交偏振模干涉,提出了一种简单、新颖的光纤光栅动态应变解调系统,并且通过实验证实了该方案的可行性。该解调系统光学核心部分仅由一段带有反射镜的高双折射光纤和一个光纤起偏器构成。实验中动态应变解调分辨率达到了 ,频率范围为0.1Hz~7.9kHz微纳振动幅度信号获得了保真拾取。实验表明,该系统适合宽频率范围、微纳幅度的动态应变检测,为光纤光栅传感提供了一种简单、经济、适用范围更广的解调方案。     

Combined optical fiber interferometric sensors for the detection of acoustic emission

A type of combined optical fiber interferometric acoustic emission sensor is proposed. The sensor can be independent on the laser source and make light interference by matching the lengths of two arms, so it can be used to monitor the health of large structure. Theoretical analyses indicate that the system can be equivalent to the Michelson interferometer with two optical fiber loop reflectors, and its sensitivity has been remarkably increased because of the decrease of the losses of light energy. PZT is powered by DC regulator to control the operating point of the system, so the system can accurately detect feeble vibration which is generated by ultrasonic waves propagating on the surface of solid. The amplitude and the fre- quency of feeble vibration signal are obtained by detecting the output light intensity of interferometer and using Fourier transform technique. The results indicate that the system can be used to detect the acoustic emission signals by the fre-quency characteristics.