光纤感测器周界报警器

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光纤感测器周界报警器随着光纤技术的不断发展，传输损耗不断降低，传输距离不断加大，价格下降，加上在技术性能上又有独到的优点，光纤报警器在安防系统中越来越多地得到套用。
【光纤感测器周界报警器】光纤感测器基本由红外光发射器、光导纤维、红外光接收器组成。红外发射器内的发光二极体发射脉冲调製的红外光，此红外光沿光纤向前传播，最后到达光接收器，并把经光电检测后的信号送往报警控制器，从而构成一个闭合的光环系统。
基本介绍中文名：光纤感测器周界报警器
外文名：Optical fiber sensorperimeter alarm
组成：光导纤维、红外光发射器和接收器
检测範围：可达50Km
用途：探测报警
简介在光通信系统的研究中,研究人员发现光纤对外界环境因素十分敏感,温度、压力、电场、磁场等环境条件的变化将引起光波参量的变化. 1977年,光纤感测这一概念被提出,光纤感测以其特有优势引来了科学界极大的关注,成为感测器领域中研究的热点,目前已报导的各种光纤感测器就达70多种。干涉型光纤感测器是目前感测技术研究的热点,它主要套用于测量温度、应变、压力、振动、电场、磁场、辐射以及探测管道破裂和油料泄漏。光纤周界报警系统基于干涉型光纤感测器原理,是新一代周界监控系统.它通过监测边界小範围内环境应力变化对光纤的影响,分析干扰信息,从而对此进行判断和定位报警,此系统适用于安全防範、石油管道监测.它具有传统感测器所不能比拟的优点:适合複杂地形,不受地形限制,不受自然气候的影响;灵敏度高;感测光缆本身无源,功耗低,使用成本低;可监测的距离长,可达50 km;能实现实时监控。根据防範的不同场合和要求，光纤可以构成各种形状，环置于需要防範的周界，当入侵者侵入时会破坏光纤使其断裂，这时就会因光信号中断而触发报警。由于光纤极细，可以很方便地进行隐蔽安装，如安装在周围防御的钢丝网上，当发生因攀登、翻越、切断钢丝引起的光纤断裂时，通过报警控制器发出报警。也可以将透明的光纤埋在用纸、塑胶或防止纤维等物製成的壁纸中或放到墙皮里或门板里，当入侵者凿墙、打洞或撕裂壁纸时产生报警。

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光纤周界报警技术原理目前，有多种技术可以套用于光纤围栏，主要可以分为四种:一是利用后向散射光的光时域反射定位技术(OTDR: optical time domain reflectometry) ;二是利用前向传输光在单模光纤的两个正交偏振模受到扰动时模式间产生耦合;三是利用逆向传输的泵浦光和探测光之间的非线性效应;四是利用Sagnac , Mickelson , M-Z 等干涉仪对扰动定位。OTDR技术的原理是:光脉冲在光纤中传播时，由于瑞利散射而发生能量损耗，通过监测后向散射光强度，就可以获得散射係数或衰减程度沿光纤的分布状况。Sagnac光纤干涉技术的基本原理是利用在由同一光纤构成的光纤环中沿相反方向前进的两光波，在外界因素作用下产生不同的相移。通过干涉效应进行检测。Michelson光纤干涉技术光源发出的光，经藕合器分为两路，分别入射到感测光纤和参考光纤。感测光纤和参考光纤的反射光在藕合器处叠加，产生干涉效应。基本原理光纤周界报警系统由主控计算机、主控仪、引导光缆、感测光缆和外部连线组件这5大部分组成。其中,主控计算机和主控仪位于监控室内,引导光缆、感测光缆和外部连线组件安装于室外.主控计算机与主控仪负责光信号的产生、接收,信号的分析和处理;由于在实际套用中,监控室距离监测区域通常有一段距离,用引导光缆实现光信号的传输,同时实现不敏感扰动;感测光缆通过挂网或埋地等方式布设在监控周界附近,敏感外界环境的应力变化,经过信号处理后报警;外部连线组件负责连线引导光缆和感测光缆。m-Z干涉仪用两段长度基本相同的单模光纤和两个耦合器构成M-Z干涉仪。由1端发出的光，经耦合器后进入两单模光纤。两光纤输出的光在第2个耦合器处发生干涉。由于光路的对称性，由2端发出的光，也可以在耦合器1处发生干涉。在感测光纤无扰动时，由1端发出的光将在2端产生稳定的干涉条纹。同时，由2端发出的光也将在1端产生稳定的干涉条纹。在採用窄带雷射作为光源时，将分别在1端和2端接收到稳定的光功率。安装方式1、铁艺介质的安装方式1）光缆铺设方式：在铁艺上铺设光缆时，由于铁艺较硬，应增加感测光缆的数量以保证能可靠地感应到入侵信号。通过分析入侵者翻越围栏的动作特点，建议沿铁艺最顶端、中间和最底端的水平铁栏桿各铺设一道感测光缆。在铁艺围栏中，有的铁艺会安装在柱子，如果支柱的面积不大，铺设光缆时可直接越过柱子。但有些支柱的横截面比较大，容易被入侵者利用这个区域进入，所以对这样的区域必须加以保护。可在支柱顶部安装铁网，铺设光缆时，将感测光缆铺设到该铁网上。如需提高警戒级别，可在铁艺围栏的中间部分铺设一道或多道感测光缆。2）採集器的安装方式：採集器可固定于铁艺支柱上。在距离地面约 1.5 米处，用夹具或绑扎带将接续盒牢固地固定在介质上。如果两个铁艺之间是较宽的砌砖柱子，则接续盒可固定在柱子上，用膨胀螺栓加以固定。2、围网介质的安装方式1）光缆铺设方式：光缆铺设于铁丝网围栏上时，可根据铺设介质对软硬程度选择以下方式直线型：这种铺设方式可探测到攀爬、翻越的入侵方式。由于採用直线铺设方式铺设，所需光缆较少，适用于警戒级别较低的场所。感测光缆应铺设在铁网高度约 3/4 处，呈水平直线铺设，每隔 40 厘米用防紫外线扎带或专用绑扎带将光缆与铁网格线紧密固定。平行线型：这种铺设方式可探测到攀爬、翻越、剪网、梯子辅助翻越等入侵方式。通过採用水平铺设多道光缆的方式，可增大围栏的感应面积，从而有效地探测到较弱的入侵信号。该方式适用于警戒级别较高的场所。感测光缆沿围栏顶部铺设，到达防区末端时绕过来按相反方向直线铺设。可按需求来回多铺几道，光缆铺设的间隔可按铁网高度平均分布。2）对于加固部分的处理感测光缆的灵敏度在整个防区範围具有一致性，但介质的鬆紧度是会有变化的，所以在铺设感测光缆时要考虑这一因素的影响，在较紧的介质上铺设的光缆感应面积要比在较松的介质上铺设的光缆的感应面积大，例如在铁网的立柱部分、防区末端部分铺设光缆时。3）採集器的安装方式：採集器可固定于铁网连线处的支柱或铁网上，距离地面约1.5米处。为避免採集器安装鬆散引起误报，应选择结实牢固的支柱或紧拉的铁网作为安装点。安装时可选用紧固夹具进行固定，也可採用绑扎线绑扎固定，但无论採取何种方式，须让採集器紧密而可靠地固定在介质上。3、围墙介质的安装方式1）光缆铺设方式：针对围墙的入侵方式常见的有凿墙和翻越，其防範方式对应两种解决方案。防範凿墙：凿墙是一种常见的针对围墙的入侵方式，感测光缆可以採集到入侵者凿墙时产生的微小振动。施工人员可採用平行线型方式在墙面上铺设两道光缆，围墙的高度不应超过2米，光缆应固定在距离地面0.5米和1.5米处，如果围墙高度大于2米，则高度每增加1米，需增加一道光缆，光缆水平固定在该区域的中部。为了保证感测光缆能感应到凿墙时产生的振动，必须保证墙面结实，砖快不能有鬆动，并且光缆应紧密地附着在围墙表面。可使用线卡子每隔50厘米进行固定。如果入侵者採用翻越的方式进入，则此过程中产生的振动极其微弱，感测光缆感应到的信号不足以作为判断入侵的依据，所以防範这种入侵方式时，必须在墙头上安装扣网，滚网或立网，以增加振动的强度和感应面积。扣网材料一般採用Φ 3、孔径为 20cm X 5cm 的铁网，样式如图所示。在扣网上固定感测光缆时应注意将感测光缆固定在围墙外侧扣网的顶部。在需要提高警戒级别时可将光缆多铺设几道。2）採集器的安装方式：採集器应安装在围墙内侧离地 1.5 米的高度，用膨胀螺栓固定在墙上。