專(zhuān)利名稱(chēng)：用于監(jiān)視人在其中移動(dòng)的區(qū)域的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，其用于監(jiān)視: 人或貨物在其中移動(dòng)的區(qū)域；籲預(yù)定區(qū)域的外圍；或 具有難以到達(dá)的內(nèi)部區(qū)域的對(duì)安全敏感的點(diǎn)，例如，進(jìn)氣孔和空調(diào)管道。
背景技術(shù)：
人們感到需要對(duì)人在其中移動(dòng)的擁擠區(qū)域(例如，機(jī)場(chǎng)航站樓或海港碼頭，鐵路車(chē)站，大型百貨公司，購(gòu)物中心，工廠(chǎng)等)進(jìn)行監(jiān)視，從而及時(shí)檢測(cè)所述區(qū)域內(nèi)的空氣中的毒劑的存在。在這些情況下，需要一種最有可能檢測(cè)到所述物質(zhì)的一級(jí)警報(bào)傳感器。所述毒劑可能隨著事故(例如，工廠(chǎng)事故)或者例如恐怖行動(dòng)的其它故意傷害釋放到空氣中。為了滿(mǎn)足上述情況下的監(jiān)視的需要，目前使用點(diǎn)傳感器(例如，化學(xué)傳感器或光學(xué)傳感器)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)檢測(cè)在所述監(jiān)視區(qū)域的外接點(diǎn)上毒劑的存在。通常這些解決方案具有一些限制:點(diǎn)傳感器的使用比較復(fù)雜而且費(fèi)用高，因?yàn)楸仨毷褂么罅炕ハ噙B接的部件；大多數(shù)使用的點(diǎn)傳感器不保證連續(xù)監(jiān)視(例如，它們與環(huán)境相互作用，需要從取樣模式到清洗模式的過(guò)程)光學(xué)型點(diǎn)傳感器可以保證連續(xù)運(yùn)行、靈敏度和選擇性，但是為了同時(shí)提供所有這些特征，它們花費(fèi)太大而不能大量應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種上述類(lèi)型的監(jiān)視系統(tǒng)，其有效，具有高靈敏度和選擇性，提供時(shí)間連續(xù)的監(jiān)視，具有限定的反應(yīng)時(shí)間，并且生產(chǎn)和安裝的成本低。迄今為止上述目的通過(guò)本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)，涉及一種用于監(jiān)視人在其中移動(dòng)的界定區(qū)域的系統(tǒng)，其特征在于其包括:至少一根形成為延伸穿過(guò)所述區(qū)域的中空光纖，所述中空光纖在其整個(gè)長(zhǎng)度上具有使所述光纖的內(nèi)部通道與光纖的外部相連通的多個(gè)孔；用于沿著所述中空光纖的所述內(nèi)部通道提供壓力空氣流的輸送裝置；形成為將光信號(hào)提供到所述中空光纖的第一端部的光源；形成為檢測(cè)出現(xiàn)在所述光纖的第二端部的光信號(hào)的光學(xué)傳感器；用于把來(lái)自激光源的光信號(hào)導(dǎo)引至所述中空光纖的一端部并從所述中空光纖的一端部導(dǎo)引至所述傳感器的光學(xué)耦接裝置；

用于在進(jìn)入和離開(kāi)所述中空光纖的端部處輸送光信號(hào)和空氣流的連接接口 ；和用于獲取、數(shù)字化和處理所述信號(hào)的系統(tǒng)，其用于檢查所述傳感器檢測(cè)到的光信號(hào)的光譜以便檢測(cè)出現(xiàn)在所述區(qū)域并被引入到所述通道內(nèi)的毒劑的存在，
所述系統(tǒng)包括在所述區(qū)域內(nèi)按照網(wǎng)格結(jié)構(gòu)延伸的多個(gè)中空光纖。


現(xiàn)在具體參照表示優(yōu)選的非限制性實(shí)施例的附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，其中:圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)提供的一種用于監(jiān)視人在其中移動(dòng)的區(qū)域的系統(tǒng)的不意圖；和圖2表示的是圖1中所述系統(tǒng)的一種變形。
具體實(shí)施例方式在圖1中，整體標(biāo)記為⑴的是一種用于監(jiān)視人(3)在其中移動(dòng)的界定區(qū)域(2)的系統(tǒng)。所述區(qū)域(2)便利地可以是機(jī)場(chǎng)航站樓或海港碼頭，鐵路車(chē)站，購(gòu)物中心，大型百貨公司，或工廠(chǎng)，包括至少一個(gè)由墻(5)(示意地說(shuō)明)限定并具有入口(6)和出口(7)的隔間(4)。所述系統(tǒng)(I)包括至少一根延伸穿過(guò)所述區(qū)域(2)的中空光纖(10)(商業(yè)上可得到的類(lèi)型)。所述中空光纖(10)，優(yōu)選具有環(huán)形橫截面，限定出內(nèi)部通道(11)，所述中空光纖在整個(gè)長(zhǎng)度上具有多個(gè)間隔的并設(shè)計(jì)為使所述內(nèi)部通道(11)與光纖(10)的外部相連通的徑向孔(12)。所述徑向孔(12)可以方便地利用已知技術(shù)得到，典型的是激光鉆孔。所述中空光纖還可以在側(cè)面設(shè)置毛細(xì)管CT，所述毛細(xì)管連接到所述光纖的一端，沿著所述光纖設(shè)置，并在整個(gè)長(zhǎng)度上具有使所述管的內(nèi)部通道與管本身的外部相連通的多個(gè)孔。中空光纖的例子在專(zhuān)利申請(qǐng)N0.PCT WO 01/94915中有描述。所述光纖(10)可以鋪設(shè)在地上，固定于墻(5)或另外固定于所述區(qū)域(2)的頂篷，從而適應(yīng)所述隔間(4)的形狀。典型地，所述光纖(10)可設(shè)置在所述區(qū)域(2)的通風(fēng)管道(沒(méi)有示出)內(nèi)。所述光纖的長(zhǎng)度可以從幾米到幾十米，還通過(guò)耦接若干長(zhǎng)度的中空光纖。優(yōu)選地，所述光纖(10)的透射率必須使整個(gè)操作光譜帶寬(3到15 μ m)的信號(hào)損失小于ldB/m。對(duì)于具有大于IOcm的曲率半徑的90°彎曲，由所述光纖的彎曲導(dǎo)致的損失應(yīng)該小于IdB/彎曲。與其它解決方案相比，如果布置所述光纖的話(huà)，會(huì)提高所述傳感器的靈敏度，這歸功于較低的光學(xué)損失。所述光纖(10)的第一端(IOa)與第一連接器(15)相連,第一連接器(15)設(shè)計(jì)為通過(guò)已知類(lèi)型的微型泵(16)在中空光纖內(nèi)能提供空氣流并允許光信號(hào)傳送進(jìn)入所述光纖
的第一端。所述光纖(10)的第二端(IOb)與第二連接器(17)相連，第二連接器(17)設(shè)計(jì)為使通過(guò)所述微型泵(16)在所述內(nèi)部通道(11)內(nèi)輸送的空氣能進(jìn)入或流出并允許信號(hào)傳送離開(kāi)所述光纖的第二端。因此，沿著所述內(nèi)部通道(11)，獲得了從所述中空光纖的外部引入的從所述第一端(IOa)到第二端(IOb)或反方向的的空氣流。此外，通過(guò)所述中空光纖的內(nèi)部，也能從所述光源(20)到所述傳感器(24)傳輸所述光信號(hào)。所述微型泵(16)用于使所述光纖(10)內(nèi)的氣體以均勻的速度相當(dāng)快地通過(guò)，這樣使得由所述光纖內(nèi)的氣流導(dǎo)致的噪音最小化。所述中空光纖(10)和/或所述毛細(xì)管CT(如果提供的話(huà))可以具有一個(gè)容納它們的管道，所述管道能夠過(guò)濾微?；虬ǔ鲋锌展饫w和所述毛細(xì)管(如果有的話(huà))的內(nèi)部的可能的干擾物的通道。所述系統(tǒng)(I)包括一個(gè)用于產(chǎn)生光信號(hào)并將產(chǎn)生的所述信號(hào)提供給所述中空光纖(10)的第一端(IOa)的發(fā)生器裝置(20)。例如，所述發(fā)生器裝置(20)包括諸如用來(lái)產(chǎn)生具有可調(diào)波長(zhǎng)的光信號(hào)的激光源，所述光信號(hào)通過(guò)兩個(gè)反射鏡(22a)，(22b)和設(shè)置在所述反射鏡之間的光束分離器(23)被傳導(dǎo)至所述第一連接器(15)。所述系統(tǒng)(I)進(jìn)一步包括用于檢測(cè)出現(xiàn)在所述光纖(10)的所述第二端(IOb)的光信號(hào)的傳感器(24)(已知類(lèi)型)。所述信號(hào)通過(guò)一對(duì)反射鏡(25a)，(25b)輸送到所述傳感器(24)，所述反射鏡將從所述第二連接器(17)出來(lái)的光信號(hào)引向所述傳感器(24)。所述傳感器(24)和所述中空光纖(10)優(yōu)選在3到ISym(MID-1R)的電磁輻射光譜的范圍內(nèi)運(yùn)行，在所述范圍內(nèi)大多數(shù)TICs (有毒工業(yè)化合物)和CWAs (化學(xué)戰(zhàn)劑)表現(xiàn)出最強(qiáng)的特征吸收帶(所謂的“指紋”)。選擇具有短的響應(yīng)時(shí)間的所述傳感器(24)(已知類(lèi)型)。所述系統(tǒng)(I)進(jìn)一步包括處理單元(30)，所述處理單元接收由所述傳感器(24)產(chǎn)生的測(cè)量信號(hào)和由所述傳感器(21)產(chǎn)生的可能的參考信號(hào)來(lái)處理所述傳感器(24)接收到的信號(hào)的光譜。此外，所述處理單元(30)用于檢查所述光信號(hào)的光譜(通過(guò)已知的紅外光譜算法)從而檢測(cè)代表出現(xiàn)在所述區(qū)域⑵并被引入到所述通道(11)內(nèi)的毒劑的光譜特征形狀的存在。這樣，在所述區(qū)域(2)內(nèi)釋放了毒劑(氣體或蒸汽)的情況下，所述毒劑通過(guò)所述中空光纖或沿其設(shè)置的所述毛細(xì)管CT的所述孔(12)被引入到所述光纖(10)的通道(11)內(nèi)，其中，光傳輸?shù)臈l件改變了。因此，接收到的所述信號(hào)的光譜呈現(xiàn)出表示毒劑存在的特征形狀。然后，所述電子單元(30)可以在專(zhuān)用線(xiàn)路上(32)發(fā)出警報(bào)從而啟動(dòng)所述區(qū)域(2)的疏散和恢復(fù)安全狀態(tài)的程序。從上面的描述中，所述系統(tǒng)(I)的優(yōu)點(diǎn)清楚地顯現(xiàn)出來(lái)，即:與點(diǎn)傳感器相比，雖然所述系統(tǒng)(I)提供相當(dāng)甚至更高的覆蓋水平，但是能實(shí)質(zhì)性地減少部件的數(shù)量并因此實(shí)質(zhì)性地降低成本；與大多數(shù)已知系統(tǒng)相比，所述系統(tǒng)⑴保證了連續(xù)監(jiān)測(cè)，良好的靈敏度和選擇性，實(shí)現(xiàn)了寬的光譜覆蓋；與點(diǎn)光學(xué)傳感器相比，所述系統(tǒng)(I)原則上更靈敏，這歸功于所述光纖提供的光程以及與如專(zhuān)利申請(qǐng)N0.W02008061949AI中所述使用相同但卷繞的中空光纖的點(diǎn)傳感器相比，鋪開(kāi)的所述中空光纖的信號(hào)傳輸?shù)墓鈱W(xué)效率更高；所述系統(tǒng)(I)預(yù)計(jì)能在不使用特別強(qiáng)或復(fù)雜的光源的情況下的的若干ppm直到使用激光源的情況下的如干ppb的范圍實(shí)現(xiàn)靈敏度；以及最后，與使用大量點(diǎn)傳感器的系統(tǒng)相比，所述系統(tǒng)(I)的調(diào)整和校準(zhǔn)程序更簡(jiǎn)單。圖2表示了按照網(wǎng)格結(jié)構(gòu)在所述區(qū)域(2)內(nèi)延伸的多個(gè)中空光纖。更詳細(xì)地，具有下述:
第一多路復(fù)用分路器(de-multiplexer) (40)，其設(shè)置在所述發(fā)生器裝置(20)和第一光纖(10’)的第一端(IOa)之間并用于在所述第一光纖內(nèi)序列(in sequence)提供光
信號(hào);第一光多路復(fù)用器(44)，其將出現(xiàn)在所述第一光纖(10’)的第二端(IOb)的光信號(hào)提供到第一傳感器(24);所述光復(fù)用器的實(shí)現(xiàn)可能由光開(kāi)關(guān)的波導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)完成；第二多路復(fù)用分路器(42)，其設(shè)置在第二發(fā)生器裝置(20)和第二光纖(10”)的第一端(IOa)之間，用于在所述第二光纖(10”)內(nèi)順序提供光信號(hào)；中空光纖的回路上可以設(shè)置有微型泵，每條光纖一個(gè)，或者由所述激光源供給的每組光纖一個(gè)，用來(lái)調(diào)整所述中空光纖內(nèi)的空氣流；一種可能的但非排除性的實(shí)現(xiàn)存在于從所述光纖的子集中選擇流體的電磁閥和泵的系統(tǒng)中，其用于加快分析物的分析速度和/或提高氣態(tài)分析物的濃度，以及限制取樣范圍；以及第二光多路復(fù)用器45(已知類(lèi)型)，其將出現(xiàn)在所述第二光纖(10”)的第二端(IOb)的光信號(hào)提供到第二傳感器(24)。所述第一和第二中空光纖10’，10”按照網(wǎng)格結(jié)構(gòu)分布,其中所述第一光纖10’在所述限定區(qū)域2的不同點(diǎn)A，B, C等與第二光纖10”交叉。在所述區(qū)域(2)的點(diǎn)A，B, C等釋放有毒物質(zhì)的情況下，對(duì)于通過(guò)給定點(diǎn)的至少一條第一光纖(10’)和通過(guò)相同點(diǎn)的至少一條第二光纖(10”)，會(huì)檢測(cè)到警報(bào)。這樣，所述電子單元(30)可以識(shí)別涉及到警報(bào)的光纖(10’，10”)并追溯到光纖(10’，10”)的交叉點(diǎn)，所述交叉點(diǎn)高度可能對(duì)應(yīng)于發(fā)生了化學(xué)攻擊的所述區(qū)域(2)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)視人在其中移動(dòng)的界定區(qū)域(2)的系統(tǒng)，其特征在于包括: 至少一根形成為延伸穿過(guò)所述區(qū)域(2)的中空光纖(10)，所述中空光纖(10)在其整個(gè)長(zhǎng)度上具有使所述光纖的內(nèi)部通道(11)與所述光纖的外部相連通的多個(gè)孔(12)； 用于沿著所述中空光纖的所述內(nèi)部通道(11)提供壓力空氣流的輸送裝置(16)； 形成為將所述光信號(hào)提供到所述中空光纖(10)的第一端部(IOa)的光源(20)； 形成為檢測(cè)出現(xiàn)在所述光纖的第二端部(IOb)的光信號(hào)的光學(xué)傳感器(24)； 用于把來(lái)自激光源的光信號(hào)導(dǎo)引至所述中空光纖的一端部和從所述中空光纖的一端部導(dǎo)引至所述傳感器(21) (24)的光學(xué)耦接裝置(22a) (22b) (23) (25a) (25b)； 用于在進(jìn)入和離開(kāi)所述中空光纖的端部輸送光信號(hào)和空氣流的連接接口(15)(17)；和 用于獲取、數(shù)字化和處理所述信號(hào)的系統(tǒng)(30)，其用于檢查所述傳感器(24)檢測(cè)到的光信號(hào)的光譜以便檢測(cè)出現(xiàn)在所述區(qū)域并被引入到所述內(nèi)部通道(11)內(nèi)的毒劑的存在，所述系統(tǒng)包括在所述區(qū)域內(nèi)按照網(wǎng)格結(jié)構(gòu)延伸的多個(gè)中空光纖(10’，10”)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，在所述光源(20)和所述光纖(10’，10”)的第一端部(IOa)之間設(shè)置用于在所述光纖內(nèi)序列提供光信號(hào)的多路復(fù)用器裝置或光學(xué)開(kāi)關(guān)(40，42)； 還具有用于將出現(xiàn)在所述光纖(10’，10”)的第二端部的光信號(hào)提供到所述傳感器(24)的光學(xué)加法器裝置(44，45)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，具有: 第一多個(gè)第一中空光纖(10’)，其在其第一端部(IOa)序列接收所述光信號(hào)并具有與第一傳感器裝置(24)通信的第二端部(IOb);和 第二多個(gè)第二中空光纖(10”)，其在其第一端部(IOa)序列接收所述光信號(hào)并具有與第二傳感器裝置(24)通信的第二端部(IOb)； 所述第一和第二中空光纖(10’，10”)按照網(wǎng)格結(jié)構(gòu)分布，其中所述第一光纖在所述界定區(qū)域的不同點(diǎn)與所述第二光纖交叉； 提供用于獲取、數(shù)字化和處理所述信號(hào)的系統(tǒng)(30)來(lái)檢測(cè)已經(jīng)探測(cè)到毒劑存在的所述第一光纖和第二光纖對(duì)從而界定毒劑存在的所述區(qū)域的點(diǎn)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于所述中空光纖連接至與所述光纖側(cè)接的毛細(xì)管(CT)，所述毛細(xì)管在整個(gè)長(zhǎng)度上具有使所述毛細(xì)管的內(nèi)部通道與所述光纖的外部相連通的多個(gè)孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于監(jiān)視人在其中移動(dòng)的界定區(qū)域的系統(tǒng)，其中配置有至少一根形成為延伸穿過(guò)所述區(qū)域(2)的中空光纖(10)，并在其整個(gè)長(zhǎng)度上具有使所述光纖的內(nèi)部通道(11)與光纖本身的外部相連通的多個(gè)孔(12)。配置有形成為將光信號(hào)提供到所述中空光纖(10)的一端部的光源(20)和用于在所述中空光纖的一端部檢測(cè)貫穿所述光纖本身的長(zhǎng)度傳輸?shù)乃龉庑盘?hào)的傳感器(24)。配置有用于檢查所述傳感器(24)所檢測(cè)到的光信號(hào)的光譜以便檢測(cè)存在于所述區(qū)域并被引入到所述通道(11)內(nèi)的毒劑的存在的處理單元(30)。
文檔編號(hào)G01N21/35GK103097874SQ201180012532
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者羅伯托·維奧拉, 山德羅·門(mén)加利, 尼古拉·利貝拉托雷, 路易吉·皮耶爾 申請(qǐng)人:芬梅卡尼卡股份有限公司