一种实现振动监测的方法及装置与流程

本发明涉及环境监测技术，尤指一种实现振动监测的方法及装置。

背景技术：

近年来随着电信业的蓬勃发展，固网接入用户数量与日俱增，接入设备分布范围愈加广泛，为了保证接入设备的硬件安全，需要对接入设备所在环境进行实时监测。目前，接入设备的环境监测主要包括：一次电源监控、二次电源监控、-48V直流电源检测、交流电检测、调速风扇监控、热交换器监控、配线架告警、防盗告警、以及包括环境的湿度、温度、水淹、烟雾和有害气体等多种监测项目。

振动监测技术近年来发展非常迅速，通过振动监测技术可以对地震、爆破等带来的振动进行监测，避免振动造成安全威胁和财产损失。目前进行振动监测可以通过机械式传感器、电子式传感器等进行振动信息的获取，机械式传感器获得的振动信息精度较低，电子式传感器抗干扰能力弱，通过机械式传感器、电子式传感器等进行振动检测时，还存在稳定性的问题。

利用振动监测技术对接入设备进行振动检测，可以保证接入设备的安全(包括机组、路由等)，也是消除隐患的重要依据。获得高精度、稳定的、受干扰小的振动监测信息，可以有力的保障接入设备安全，对安全隐患进行及时的处理，而目前采用机械式传感器、电子式传感器等进行振动监测，获得的振动信息无法在精度、稳定性及抗干扰能力上满足要求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种实现振动监测的方法及装置，能够提供满足精度、抗干扰和稳定性要求的接入设备的振动信息。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种实现振动监测的方法，包括：

通过反射光谱生成与振动变化相关联的非线性中心波长信号；

将生成的非线性中心波长信号转换为相应的振动信息，以实现振动监测。

进一步地，该方法之前还包括：通过传感布拉格光栅FBG反射获得所述反射光谱。

进一步地，获得反射光谱具体包括：由放大自发辐射光源ASE输出的宽带光，通过3DB耦合器传输到所述FBG，FBG反射满足布拉格反射条件的宽带光得到所述反射光谱。

进一步地，转换非线性中心波长信号为相应的振动信息包括：

将所述非线性中心波长信号转换为线性光强信号，转换线性光强信号为所述振动信息。

进一步地，转换非线性中心波长信号为线性光强信号包括：

通过长周期光纤光栅LPFG过滤所述非线性中心波长信号后，获得所述线性光强信号。

进一步地，转换线性光强信号为所述振动信息包括：转换所述线性光强信号为线性电信号，通过快速傅里叶变化转换所述线性电信号为包含振动频率的所述振动信息。

进一步地，该方法还包括：根据所述振动信息及预先设置的告警频率确定是否进行振动告警。

另一方面，本申请还提供一种实现振动监测的装置，包括：生成单元及转换单元；其中，

生成单元，用于通过反射光谱生成与振动变化相关联的非线性中心波长信号；

转换单元，用于将生成的非线性中心波长信号转换为相应的振动信息，以实现振动监测。

进一步地，该装置还包括反射光谱单元，用于通过传感布拉格光栅FBG反射获得所述反射光谱。

进一步地，反射光谱单元具体用于，由放大自发辐射光源ASE输出的宽带光，通过3DB耦合器传输到所述FBG，FBG反射满足布拉格反射条件的 宽带光得到所述反射光谱。

进一步地，转换单元具体用于，

将所述非线性中心波长信号转换为线性光强信号，转换线性光强信号为所述振动信息。

进一步地，转换单元具体用于，通过长周期光纤光栅LPFG过滤所述非线性中心波长信号后，获得所述线性光强信号；

转换所述线性光强信号为线性电信号，通过快速傅里叶变化转换所述线性电信号为包含振动频率的所述振动信息。

进一步地，该装置还包括告警单元，用于根据所述振动信息及预先设置的告警频率确定是否进行振动告警。

与现有技术相比，本申请技术方案包括：通过反射光谱生成与振动变化相关联的非线性中心波长信号；将生成的非线性中心波长信号转换为相应的振动信息，以实现振动监测。本发明方法利用光信号的特点，通过光信号进行振动信息的监测，提高了振动监测的抗干扰能力；按照波长进行振动频率计算，提高了振动信息的精度；和机械式传感器及电子式传感器相比，稳定性也能得到了提高。

进一步地，本发明技术方案通过预先设置的告警频率进行振动告警，为保障网络安全提供了重要的参考信息，避免了由于获得振动信息不及时造成的财产损失。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实现振动监测的方法的流程图；

图2是振动监测生成与振动变化相关联的非线性中心波长信号原理示意图；

图3为本发明实现振动监测的装置的结构框图；

图4为本发明第一实施例振动检测的装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1为本发明实现振动监测的方法的流程图，如图1所示，包括：

步骤100、通过反射光谱生成与振动变化相关联的非线性中心波长信号；

本步骤之前还包括：通过传感布拉格光栅(FBG)反射获得反射光谱。

优选的，获得反射光谱具体包括：由放大自发辐射光源(ASE)输出的宽带光，通过3DB耦合器传输到FBG，FBG反射满足布拉格反射条件的宽带光得到反射光谱。图2是振动监测生成与振动变化相关联的非线性中心波长信号原理示意图；如图2所示，宽带光传输到FBG后，透射光通过FBG向前传输，满足布拉格反射条件的宽带光进行反射，得到反射光，反射光对应的光谱为反射光谱。

需要说明的是，通过振动发生时，通过反射光谱可以生成与振动变化相关联的非线性中心波长信号，属于光学领域的公知常识；现有的振动监测中未使用光学进行振动监测。

步骤101、将生成的非线性中心波长信号转换为相应的振动信息，以实现振动监测。具体包括：

将非线性中心波长信号转换为线性光强信号，转换线性光强信号为振动信息。

优选的，转换非线性中心波长信号为线性光强信号包括：

通过长周期光纤光栅(LPFG)过滤非线性中心波长信号后，获得线性光强信号。具体实现属于本领域技术人员的惯用技术手段，并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。

较佳地，转换线性光强信号为振动信息包括：转换线性光强信号为线性电信号，通过快速傅里叶变化转换线性电信号为包含振动频率的振动信息。

本发明方法还包括：根据振动信息及预先设置的告警频率确定是否进行振动告警。

需要说明的是，预先设置的告警频率是指本领域技术人员设定了需要进行告警的振动频率，例如、预先设置获得的振动信息达到5级、6级或7级时，需要进行告警，则告警频率预先设置为5级、6级或7级对用的频率，当获得振动信息确定振动频率达到预先设置的告警频率时，进行告警。

本发明利用光信号的特点，通过光信号进行振动信息的监测，提高了振动监测的抗干扰能力；按照波长进行振动频率计算，提高了振动信息的精度；和机械式传感器及电子式传感器相比，稳定性也能得到了提高。另外，通过预先设置的告警频率进行振动告警，为保障网络安全提供了重要的参考信息，避免了由于获得振动信息不及时造成的财产损失。

图3为本发明实现振动监测的装置的结构框图，如图3所示，生成单元及转换单元；其中，

生成单元，用于通过反射光谱生成与振动变化相关联的非线性中心波长信号；

转换单元，用于将生成的非线性中心波长信号转换为相应的振动信息，以实现振动监测。

本发明装置还包括反射光谱单元，用于通过传感布拉格光栅FBG反射获得反射光谱。

反射光谱单元具体用于，由ASE输出的宽带光，通过3DB耦合器传输到FBG，FBG反射满足布拉格反射条件的宽带光得到反射光谱。

转换单元具体用于，将非线性中心波长信号转换为线性光强信号，转换线性光强信号为振动信息。

转换单元具体用于，通过长周期光纤光栅(LPFG)过滤非线性中心波长信号后，获得线性光强信号；

转换线性光强信号为线性电信号，通过快速傅里叶变化转换线性电信号为包含振动频率的振动信息。

本发明装置还包括告警单元，用于根据振动信息及预先设置的告警频率 确定是否进行振动告警。

以下通过具体实施例对本发明方法进行清楚详细的说明，实施例仅用于陈述本发明，并不用于限制本发明方法的保护范围。

实施例1

近年来运营商对固网产品的要求越来越高，并且几乎所有固网产品都要配备环境监控功能。以某电信公司为例，由于其公司运营区域属于地震高发区域，接入设备分布范围广，数量多，因此其希望在固网的接入设备进行振动监测，以确保网络的安全和及时的进行维护。

图4为本发明第一实施例振动检测的装置的结构框图，如图4所示，包括：反射光谱单元、生成单元、转换单元及告警单元；其中，反射光谱单元由ASE、3DB耦合器和传感布拉格光栅(FBG)组成、转换单元由光谱边沿滤波器和振动信息生成单元组成。具体工作流程如下：

ASE输出的宽带光通过3DB耦合器传到传感布拉格光栅(FBG)时，满足布拉格反射条件的光被FBG反射形成反射光谱；

将FBG固定在需要监测振动信息的设备上，例如接入设备；当外界振动造成接入设备发生振动时，反射光谱的中心波长会产生与振动变化相关联的非线性变化，即生成与振动变化相关联的非线性中心波长信号；由于中心波长信号时非线性的信号。需要转换非线性中心波长信号为线性光强信号；具体的，通过光谱边沿滤波器过滤非线性中心波长信号后，获得线性光强信号。优选的，本实施例以长周期光纤光栅作为光谱边沿滤波器。

需要说明的是，光谱边沿滤波器过滤非线性中心波长信号时，反射谱会在光谱边沿滤波器的透射谱的有效工作区进行移动，移动过程形成了一定的线性关系信息，而这种线性关系就体现在生成的线性光强信号上。光谱边沿滤波器是本实施例振动检测装置的核心部分，本实施例以长周期光纤光栅作为光谱边沿滤波器，光纤光栅根据光栅周期的不同可以分为长周期光纤光栅(LPFG)和光纤布拉格光栅(FBG)。而长周期光纤光栅是指光栅周期通常为几十微米到几百微米，可以实现光纤内向模式之间的耦合，主要是传播基模式与包层模式之间的耦合，所以它具有与短周期光栅完全不同的光学性质，属于透射型的光纤器件。长周期光栅具有插入损耗小，背向反射低，传感特 性好以及制作成本较低等优点。

振动信息生成单元，转换线性光强信号为线性电信号，通过快速傅里叶变化转换线性电信号为包含振动频率的振动信息；通过振动频率可以直观的对接入设备进行监测。

告警单元中预先设置有各个等级的告警频率，例如、5级、6级及7级相应的告警频率，当振动信息生成单元获得的振动信息中，振动频率达到预先设置的告警频率时，进行告警。

本实施例通过光信号进行振动信息的监测，抗干扰能力得到提高；按照波长进行振动频率计算，精度得到提高；和机械式传感器及电子式传感器相比，稳定性能得到提高。

本实施例通过振动监测对接入设备所属环境的振动进行监测，如果接入设备所属环境发生振动大于一定振动频率时，根据告警的频率设置，表明接入设备存在安全问题，接入设备所在区域存在安全隐患，通过告警单元进行告警。运维人员可以及时的根据振动信息进行接入设备的控制处理，例如关闭接入设备，通过告警单元的告警，运维人员还可以及时的获取周边接入设备的振动信息，快速的进行相关处理，最大限度的减少损失。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。