專利名稱：改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
分布式光纖振動傳感系統(tǒng)(PDVS)是一種基于瑞利散射的振動傳感系統(tǒng)，如 圖1所示。當脈沖光注入到傳感光纜中，外界振動通過光彈效應對傳感光纜中傳 輸?shù)纳⑸涔猱a(chǎn)生相位調(diào)制，不同的散射光之間就會形成干涉，通過對干涉信號的 接收和處理，就可以獲得某時刻沿傳感光纜的振動分布，再以一定的重復頻率發(fā) 射脈沖光，就可以獲得隨時間和空間分布的三維振動分布。為此，系統(tǒng)會產(chǎn)生大 量的數(shù)據(jù)，另外凄t據(jù)需要復雜的算法處理以對振動信號進行判斷和分類，這對后 端處理系統(tǒng)提出了很高的要求。
在實際PDVS應用中，通常需要平行鋪設(shè)多根傳感光纜，構(gòu)成光纜帶，以獲 得地毯式監(jiān)測。如上所述，由于龐大的數(shù)據(jù)處理需求，將目前的PDVS系統(tǒng)直接 改成多通道PDVS系統(tǒng)是不現(xiàn)實的，只有通過并行多路一根傳感光纜加一套采集 處理系統(tǒng)的組合，如圖2所示的方式，才能實現(xiàn)上面所述的地毯式監(jiān)測。組合方 式不僅成本高，還需要對不同采集處理系統(tǒng)進行同步和數(shù)據(jù)融合，增加了系統(tǒng)實 現(xiàn)難度。傳統(tǒng)多通道系統(tǒng)中，每條光纜相互獨立，分別探測光纜相鄰點間的振動， 這種方式除了需要龐大數(shù)據(jù)處理以外，還額外引入了光纜間的共模振動干擾，增 加了數(shù)據(jù)處理難度。
可見，傳統(tǒng)的單通道系統(tǒng)無法進行有效的安全防護，因為它對于"跨越"這 類行為無能為力。傳統(tǒng)的多通道系統(tǒng)存在著系統(tǒng)性能與系統(tǒng)復雜度、系統(tǒng)成本之 間不可調(diào)和的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法。
4為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
一種改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)，包括光源，傳感模塊，多路耦合模塊，偏振分
路器，采集處理系統(tǒng)；光源用以發(fā)射脈沖光；傳感模塊用以感應外界擾動，輸出 調(diào)制的散射信號；多路耦合模塊用以接收所述調(diào)制的散射信號，使調(diào)制的散射信 號發(fā)生干涉，輸出干涉信號；偏振分路器用以解調(diào)多路耦合模塊輸出的干涉信號； 采集處理系統(tǒng)用以對偏振分路器輸出的信號進行采集和處理。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述光源為窄線寬脈沖光源。 作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述系統(tǒng)還包括同步控制模塊，用以控制窄 線寬脈沖光源以設(shè)定的頻率和脈寬發(fā)射脈沖光。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述多路耦合模塊為2xn多路光學耦合模塊。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述傳感模塊為并行鋪設(shè)的n路傳感光纜構(gòu) 成的光纜帶。
作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述傳感模塊為等間距平行鋪設(shè)的n路傳感 光纜構(gòu)成的光纜帶。
改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，包括以下步驟
步驟一，窄線寬脈沖光源在同步控制模塊的控制下，以設(shè)定的頻率和脈寬發(fā) 射脈沖光；
步驟二， 2xn多路耦合模塊將接收到的脈沖光平均分配到傳感模塊中的n 路傳感光纜上，形成n路脈沖光；
步驟三，n路脈沖光分別在n路傳感光纜中產(chǎn)生n路背向散射光；
步驟四，所述n路背向散射光在2xn多路耦合模塊中發(fā)生干涉，形成干涉
信號；
步驟五，所述干涉信號經(jīng)由偏振分路器被分成兩路偏振方向相互垂直的干涉
信號；
步驟六，采集處理系統(tǒng)對兩路偏振方向相互垂直的干涉信號進行采集處理，
輸出n路傳感光纜間的相對振動信號。
本發(fā)明的有益效果在于它采用多路光耦合模塊取代了環(huán)形器或者2 x 2耦
5合器，由于不涉及到多套系統(tǒng)的連接和數(shù)據(jù)融合，降低了系統(tǒng)復雜度和數(shù)據(jù)處理 難度，從而大大提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了成本，同時也避免了光纜間的共模振 動干擾。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細說明。
圖1為分布式光纖振動傳感系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖； 圖2為組合式地趁監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖； 圖3為改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明在現(xiàn)有PDVS系統(tǒng)上引入多路光學耦合模塊，同時可連接多路傳感光 纜從而構(gòu)成傳感光纜帶。每條傳感光纜將受外界擾動調(diào)制的散射信號匯聚到多路 光學耦合模塊，從而發(fā)生干涉，實現(xiàn)了對傳感光纜間的相對振動的監(jiān)測。
實施例
一種改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)，如圖3所示，包括光源，傳感模塊，多路耦合 模塊，偏振分路器，采集處理系統(tǒng)；光源用以發(fā)射脈沖光；傳感模塊用以感應外 界擾動，輸出調(diào)制的散射信號；多路耦合模塊用以接收所述調(diào)制的散射信號，使 調(diào)制的散射信號發(fā)生干涉，輸出干涉信號；偏振分路器用以解調(diào)多路耦合模塊輸 出的干涉信號；采集處理系統(tǒng)用以對偏振分路器輸出的信號進行采集和處理。
所述光源為窄線寬脈沖光源。所述系統(tǒng)還包括同步控制模塊，用以控制窄線 寬脈沖光源以設(shè)定的頻率和脈寬發(fā)射脈沖光。所述多路耦合模塊為2xn多路光 學耦合模塊。所述傳感才莫塊為并行鋪設(shè)的n路傳感光纜構(gòu)成的光纜帶。所述傳感 模塊為等間距平行鋪設(shè)的n路傳感光纜構(gòu)成的光纜帶。
改進型地逸式監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，包括以下步驟
步驟一，窄線寬脈沖光源在同步控制模塊的控制下，以設(shè)定的頻率和脈寬發(fā) 射脈沖光；
6步驟二， 2xn多路耦合模塊將接收到的脈沖光平均分配到傳感模塊中的n
路傳感光纜上，形成n路脈沖光；
步驟三，n路脈沖光分別在n路傳感光纜中產(chǎn)生n路背向散射光；
步驟四，所述n路背向散射光在2 x n多路耦合模塊中發(fā)生干涉，形成干涉
信號；
步驟五，所述干涉信號經(jīng)由偏振分路器被分成兩路偏振方向相互垂直的干涉
信號；
步驟六，采集處理系統(tǒng)對兩路偏振方向相互垂直的干涉信號進行采集處理，
輸出n路傳感光纜間的相對振動信號。
在圖3所示的系統(tǒng)中，窄線寬脈沖光源在同步控制模塊的控制下，以設(shè)定的 頻率和脈寬發(fā)射窄線寬脈沖光。脈沖光進入2xn多路耦合模塊，2xn多路耦合 模塊將脈沖光平均分配到n路光纜組成的光纜帶(地毯)上。n路脈沖光分別在 n路光纜中產(chǎn)生n路背向散射光，在本實施例所述的系統(tǒng)中起主導作用的是瑞利 散射光，這些散射光在2 x n多路耦合模塊中發(fā)生干涉，經(jīng)由2 x n多路耦合才莫塊 進入到偏振分路器，偏振分路器用于將干涉信號分成兩路偏振方向相互垂直的干 涉信號，便于信號提取。采集處理系統(tǒng)通過對兩路偏振干涉信號的釆集處理就可 以獲得n路光纜間的相對振動信號，即地毯式振動監(jiān)測信號。
在本實施例所述的改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)中，探測的實際上是每條傳感光纜 間的相對振動，也就是說系統(tǒng)對"地逸"(光纜帶)的整體振動，即光纜的共模 影響是不敏感的。
本發(fā)明采用多路光耦合模塊取代了環(huán)形器或者2 x 2耦合器，由于不涉及到 多套系統(tǒng)的連接和數(shù)據(jù)融合，降低了系統(tǒng)復雜度和數(shù)據(jù)處理難度，從而大大提高 了系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了成本，同時也避免了光纜間的共模振動干擾，實現(xiàn)了共模 振動干擾的自消除。
這里本發(fā)明的描述和應用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實 施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技
7術(shù)人員來"i兌實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該清楚 的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其他形式、結(jié) 構(gòu)、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括光源，用以發(fā)射脈沖光；傳感模塊，用以感應外界擾動，輸出調(diào)制的散射信號；多路耦合模塊，用以接收所述傳感模塊調(diào)制的散射信號，使調(diào)制的散射信號發(fā)生干涉，輸出干涉信號；偏振分路器，用以解調(diào)多路耦合模塊輸出的干涉信號；采集處理系統(tǒng)，用以對偏振分路器輸出的信號進行采集和處理。
2. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述光源為窄 線寬脈沖光源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包 括同步控制模塊，用以控制窄線寬脈沖光源以設(shè)定的頻率和脈寬發(fā)射脈沖 光。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述多路耦合 模塊為2 x n多路光學耦合模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述傳感模塊 為并行鋪設(shè)的n路傳感光纜構(gòu)成的光纜帶。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述傳感模塊 為等間距平行鋪設(shè)的n路傳感光纜構(gòu)成的光纜帶。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其 特征在于，包括以下步驟步驟一，窄線寬脈沖光源在同步控制模塊的控制下，以設(shè)定的頻率和脈 寬發(fā)射脈沖光；步驟二， 2xn多路耦合模塊將接收到的脈沖光平均分配到傳感模塊中的n路傳感光纜上，形成n路脈沖光；步驟三，n路脈沖光分別在n路傳感光纜中產(chǎn)生n路背向散射光；步驟四，所述n路背向散射光在2xn多路耦合模塊中發(fā)生干涉，形成干涉信號；步驟五，所述干涉信號經(jīng)由偏振分路器被分成兩路偏振方向相互垂直的干涉信號；步驟六，采集處理系統(tǒng)對兩路偏振方向相互垂直的干涉信號進行采集處理，輸出n路傳感光纜間的相對振動信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改進型地毯式監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法，該系統(tǒng)包括光源，傳感模塊，多路耦合模塊，偏振分路器，采集處理系統(tǒng)；所述光源用以發(fā)射脈沖光；所述傳感模塊用以感應外界擾動，輸出調(diào)制的散射信號；所述多路耦合模塊用以接收所述調(diào)制的散射信號，使調(diào)制的散射信號發(fā)生干涉，輸出干涉信號；所述偏振分路器用以解調(diào)多路耦合模塊輸出的干涉信號；所述采集處理系統(tǒng)用以對偏振分路器輸出的信號進行采集和處理。本發(fā)明采用多路光耦合模塊取代了環(huán)形器或者2×2耦合器，由于不涉及到多套系統(tǒng)的連接和數(shù)據(jù)融合，降低了系統(tǒng)復雜度和數(shù)據(jù)處理難度，從而大大提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了成本，同時也避免了光纜間的共模振動干擾。
文檔編號G01H9/00GK101650216SQ200910195480
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者仝芳軒, 周正仙, 剛 席, 魏 皋, 郭兆坤 申請人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司