生变化，此时得到的后向瑞利散射光的相干图样也会发生相应的变 化，本发明实施例通过分析这些变化，即可检测到例如油气站等监测场所的周界沿线的振 动信号，从而实现对站场监测场所的监控和对入侵行为的识别。
[0025] 为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上 述技术方案进行详细的说明。
[0026] 参见图1，本发明一实施例提供了一种基于O-0TDR技术的光纤周界安防系统，所 述系统包括信号发射器5、信号处理器6和双芯传感光缆3,其中，信号发射器6从相反方向 分别向双芯传感光缆3中的两根光纤注入脉冲光，信号处理器5检测双芯传感光缆3中的 后向瑞利散射光，根据所述后向瑞利散射光获取现场振动信号，其中，在双芯传感光缆3被 剪断时，双芯传感光缆3中的两根光纤与信号发射器6连接的后端部分交替传回信号，将相 邻两组信号进行合并，获取一组周界振动信号，基于所述周界振动信号，确定双芯传感光缆 3被剪断的位置。
[0027] 其中，双芯传感光缆3具体为包含两芯传感光纤的传感光缆。
[0028] 具体的，参见图1，在所述监测场所包括铁丝围栏2和周界围墙1时，铁丝围栏2安 装于周界围墙1顶部，双芯传感光缆3绑扎在铁丝围栏2上，并连接到信号发射器5 ;信号 发射器5中的光源分别从光纤的首端和尾端交替向两芯传感光缆3中发射脉冲光，当入侵 者4攀爬或剪切铁丝围栏所产生的振动作用于双芯传感光缆3,双芯传感光缆3中的光纤中 折射率、长度、芯径等会产生微小变化，造成该处光信号的相位发生变化，而且信号发射器 5中光源采用高相干光源，每一芯光纤中光波由于后向相干瑞利散射而相互干涉，使得相位 的变化最终引起瑞利散射光强度的变化，信号处理器6用于采集到双芯传感光缆3中的两 芯传感光纤中的光强信号并对信号进行分析识别，判断是否有入侵行为发生。
[0029] 具体的，参见图2,图中L代表周界长度，T代表时间，V+代表振动幅度。光源发出 的脉冲光按照时间先后顺序交替入射到双芯传感光缆3中的第一芯传感光纤的首端和第 二芯传感光纤的尾端，光波沿相反方向分别在两芯光纤中传播，信号处理器6获取到由第 一、第二芯传感光纤交替传回的后向瑞利散射光，由于光传播方向相反，因此得到按时间顺 序交替对称的波形，圆点表示周界上同一位置在不同时刻的振动信号。
[0030] 具体的，当入侵者4对绑扎于围栏上的两芯传感光缆3实施剪切破坏，两芯传感光 缆3中的两根光纤被分别剪断成前端和后端2个部分，如图3所示，实线为连接光源的后端 部分，虚线为前端部分，1。为光缆被剪断位置，脉冲光信号传播到连接光源的后端的剪切端 面后无法向前端继续传播，前端传感光纤失去传感功能，但是根据相干瑞利散射原理，连接 光源的后端部分仍然可以作为传感光纤继续正常工作，两根光纤后端交替传回信号，将相 邻两组信号进行合并，可以获得完整的一组周界振动信号。因此，本发明具有抗剪切特性， 传感光缆被剪断后，仍然能够对周界上同时出现的多点入侵行为进行分布式监测。
[0031] 如此，使得在所述双芯传感光缆被剪断之后，由于信号发射器5是从相反方向分 别向双芯传感光缆4中的两根光纤注入脉冲光，使得与信号发射器5连接的两个光纤仍能 组成一个完整的环路，即如图3的实线所示，如此，使得在双芯传感光缆3被剪断之后仍能 正常检测到入侵事件，进一步提尚安全检测精度。
[0032] 具体的，在对周界振动信号进行分析时，对于同一位置在不同时刻的振动信号，每 前后5组信号进行一次求均值计算，以所获均值作为该位置的振动信号，如公式1所示：
[0033]
【主权项】
1. 一种基于O-OTDR技术的光纤周界安防系统，其特征在于，所述系统包括信号发射 器、信号处理器和双巧传感光缆，其中，所述信号发射器从相反方向分别向所述双巧传感光 缆中的两根光纤注入脉冲光，所述信号处理器检测所述双巧传感光缆中的后向瑞利散射 光，根据所述后向瑞利散射光获取现场振动信号，其中，在所述双巧传感光缆被剪断时，所 述双巧传感光缆中的两根光纤与所述信号发射器连接的后端部分交替传回信号，将相邻两 组信号进行合并，获取一组周界振动信号，基于所述周界振动信号，确定所述双巧传感光缆 被剪断的位置。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号发射器包括依次串接的激光器驱 动及保护装置、窄线宽激光器、光功率放大器、光纤滤波器、第一禪合器、光脉冲调制器和光 纤环形器。
3. 如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信号发射器还包括脉冲控制器，所述脉 冲控制器与所述光脉冲调制器连接，通过所述脉冲控制器使脉冲光经过所述光纤环形器交 替入射到所述双巧传感光缆中。
4. 如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述信号处理器包括依次串接的第二禪合 器、前置放大器、光纤滤波器、光电探测器、信号调理器、数据采集器和数据分析处理器，其 中，所述第二禪合器与所述光纤环形器的输出端连接。
【专利摘要】本发明公开了一种基于Φ-OTDR技术的光纤周界安防系统，所述系统包括信号发射器、信号处理器和双芯传感光缆，其中，所述信号发射器从相反方向分别向所述双芯传感光缆中的两根光纤注入脉冲光，所述信号处理器检测所述双芯传感光缆中的后向瑞利散射光，根据所述后向瑞利散射光获取现场振动信号，其中，在所述双芯传感光缆被剪断时，所述双芯传感光缆中的两根光纤与所述信号发射器连接的后端部分交替传回信号，将相邻两组信号进行合并，获取一组周界振动信号，基于所述周界振动信号，确定所述双芯传感光缆被剪断的位置。本发明实施例通过提供一种基于Φ-OTDR技术的光纤周界安防系统，能够在光纤被剪断时，仍能检测到入侵事件，以提高安全检测精度。
【IPC分类】G08B13-181
【公开号】CN104574742
【申请号】CN201510002274
【发明人】刘路, 谭东杰, 田孝忠, 孙巍, 周琰, 马云宾, 沈伟, 王海明, 邱红辉, 王晶晶
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月4日