振动光纤报警系统设计原理.doc

振动光纤传感技术的安全技术防范系统设计原理振动光纤传感安全警戒系统是基于振动光纤传感技术的安全技术防范系统。该系统是利用激光、振动光纤传感和光通信等高科技技术构建的警戒网络或者安全报警系统。是一种对威胁公众安全的突发事件进行监控和警报的现代防御体系。高技术应用彻底改变了传统安全警戒的许多概念，并进一步引起了安全防范系统的重大改变。保安工作要求在提高警察和保安人员战斗技能的同时，还要提前发现意外情况发生的位置，以便及时投入力量终止犯罪。因此现代技防系统要求必须配备周界防范手段，能够对威胁安全的事件进行实时监测和精确定位，及时的控制威胁事件的发生。在这些技术措施中，振动光纤安全防范系统将体现其至关重要的作用。 我国自改革开放后，经济迅速发展，同时国内外治安状况也日趋复杂。各类重大的国事活动和关系国计民生的重大工程项目都对安全技术防范系统提出了新的需求。如：由于电力线的高压环境和对实时性的要求，一直没有有效的技术防范手段。导致我国每年都因电力设施被盗而导致数亿元的重大损失。振动光纤安全防范系统具有天然的抗电磁干扰的功能。可以有效的解决这一问题。对于各类大型工程项目，如：三峡水利工程，西气东输管道系统。2008年奥运会的奥运村和重要比赛场馆的防护等等，分布式的振动光纤安全防范智能网络都是提供安全保障的最佳解决方案之一。 传感振动光纤的工作原理介绍 传感振动光纤采用铠装的通信光缆，它能保证在不受外界多变的气候和恶劣环境的影响下，仍然能采集细小的震动。 当光信号由激光器输送进振动光纤时，探测器会处理接收到的光信号的相位。假设传感光缆没有受到任何干扰或光的传输没有变化，那么光信号的相位也将不发生变化；当传感振动光纤受到运动或震动的干扰时，光信号的传输模式就会发生变化。 运动、震动、压力都会导致形态被干扰而产生光信号相位的改变。 光电探测器对相位改变进行探测，探测干扰的强度和类型，然后对探测到的信号进行处理。判别它是否符合触发“事件”的条件。如果符合条件，触发一个“事件”，否则，忽略该信号。判断探测到的信号是否符合触发“事件”的标准是用户在软件中对每个防区设置的参数依据。 目前，我国现有的周界防范手段存在一定的缺点，主要是种类少，性能差，误报率高，并且容易遭受雷击。不能真正满足我国对安全技术防范系统的需求。而振动光纤周界防范系统可以有效地克服以上缺点，是未来周界防范技术发展的主要方向。 振动光纤传感安全警戒系统随着光电子技术和振动光纤传感技术的发展，越来越受到世界各国的重视，并已得到成功的应用。澳大利亚，韩国，美国和以色列等国都已经拥有利用激光干涉原理和振动光纤传感网络，实现了移动、震动感应，微应变检测和定位等报警功能。智能振动光纤安全防范系统代表着未来安全防范系统的发展方向。 但是由于这些技术刚刚由军用转向民用，各国虽然逐步向中国开放其产品，但价格昂贵，还无法在国内进行大范围推广。另一方面，该技术还存在许多保密因素，更增加了其在推广、使用和维护方面的困难。而作为重要场所的周界防范系统，其系统的运行和维修都必须是实时的，不能中断。从目前国内运行的国外振动光纤安全防范系统的情况来看，其主要性能指标虽然达到了要求，但是不能做到实时维护。有的系统一旦出现故障，必须由外国专家来解决问题，维护周期长达三四周以上，因此不能真正满足我国现阶段安全防范系统的要求。 综上所述，研制具有自主知识产权的振动光纤安全防范系统，可以进一步提高我国的周界防范技术水平。满足我国现阶段对安全技术防范系统的需求，促进低成本高性价比的安全警戒产品在我国的普及与应用。就近况而言，可以为2008年奥运会的奥运村以及重要比赛场馆提供可靠的周界安全防范手段。 振动光纤传感技术在国内的具体应用 16路振动光纤传感安全警戒系统 系统特点： 16路振动光纤传感安全警戒系统是在广泛吸收国外同类产品优点的基础上，并结合我国目前国情研发的新一代安防产品。该系统具有前端真正无源传感与传输、施工简便（无须敷设电源和信号电缆）、价格低廉（使用普通通信光缆作为传感器）、误报率低（采用高速PC机对每个防区进行实时频谱分析）、软件界面友好、适用范围广（挂网与地埋）等特点。可应用在易燃易爆、高电磁干扰、输油管道、边境线、高档住宅区等场所的保护。 系统基本结构图： 统介绍： 16路振动光纤入侵信号采集报警系统是一种线缆式周界报警系统。 该系统使用光缆作为传感单元，利用计算机对数据进行采集和控制并实现长距离、大范围周界防区的探测，每防区的长度可达数百米至数千米。系统根据实际应用的不同可分为围栏式和地埋式两种。既可以应用于各种类型的铁艺、铁丝网、栅栏、围墙等地表围栏。也适用于草坪、砂砾层、地砖、地板、水泥地面、普通土壤下，其技术达到同类产品的国际先进水平。 系统采用一缆式结构，在周界保护范围不需铺设任何供电及通信线路，可广泛应用各种野外环境、边界线等不便铺设供电线路的场所。可为客户大大节约供电设备与线路的成本，并简化施工。该系统采用振动光纤作为无源探测器，可适用于易燃易爆以及强电磁干扰等场所。 系统组成： 系统由工控机、专用报警软件、振动光纤入侵信号采集装置、接续包、引导光缆、传感光缆组成。 该系统使用光缆作为传感单元，将整根光缆通过接续包将周界划分为多个防区，每个防区根据用户的需求进行防区配置，利用计算机对数据进行采集、分析和处理。 工控机： 工控机是处理每防区信号的数据处理中心，它通过高速数据卡将经过16路入侵信号采集装置优化后的信号采集并存入数据库。运用多种预设的数据分析手段对信号分析、比较、判断、提取信号特征等方法进行处理。 光缆入侵信号采集装置： 振动光纤入侵信号采集装置通过引导光缆连接前端的传感光缆， 其主要功能是信号采集、预处理和信号优化。此装置需放置在控制室，利用引导光缆与前端的传感探测装置相连接。 传感光缆接续包 传感光缆接续包由外壳和光转换器件、光路接口组成，主要用于对光缆接续、光信号转换等光学器件的保护。传感光缆接续包的外壳采用工程塑料制作，安装于室外环境，可适应各种恶劣的自然环境，并具有防水密封性能。 专用报警软件： 报警系统软件是该报警系统的专用软件。用户可以通过软件实现对报警系统功能设置、报警数据采集判断、显示防区电子地图、布防撤防、报警状态信息记录、值班人员信息记录等功能。 传感光缆： 传感光缆采用24芯普通通信光缆，可感应作用在电缆上的振动信号。将振动信号转换成变化的光学物理量，如光强、偏振态、偏转角、光信号频率等。并将隐含以上变化的物理特性的光信号传输到数据采集设备。由于使用了光缆作为传感单元，外界的强电磁场、雷电等因素不会对系统产生影响。而