[發明專利]雙干涉環周界安全防護定位系統

無效

• 申請號: 200810224102.6
• 申請日: 2008-10-16
• 公開（公告）號: CN101382441A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 洪小斌;伍劍;徐坤;左勇;林金桐;左超
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬光纖技術領域，涉及一種光纖傳感定位系統，特別涉及一種基于雙干涉環的周界安全防護傳感定位方法和結構。

背景技術

基于光纖光纜的光纖傳感系統，具有同時獲取在監測光纖光纜敷設區域內隨時間和空間變化的被測量分布信息的能力，適用于長距離光纖光纜系統的分布式偵聽檢測領域。該傳感系統主要用于檢測定位應力、應變和振動，對需要防護重要區域、目標如：軍事重地、管制區域、各種重要管線以及重要國境線進行入侵預警和監視并提供精確定位。

Sagnac干涉儀廣泛應用于光纖傳感系統中，如光纖陀螺、水聽器等?！，F有技術中的基本結構如圖1所示，2?x?2耦合器104和傳感光纖105構成Sagnac干涉儀。激光器101和102發射不同波長的光信號λ1和λ2，這兩個信號在環中被波分復用器106和107分離后傳輸不同的長度，Sagnac環輸出的兩個波長信號經波分復用器108分離后分別被光接收機109和110接收。如果λ2經歷的環長遠遠大于λ1的環長，可以認為光接收機接收到的信號與擾動位置無關，通過處理109、110接收到的信號，可以定位應力、應變或振動發生的位置。

圖1中所示現有技術中，需要使用兩個不同波長的光源，要求光信號λ2的環長比λ1的環長長很多，這部分多出來的光纖不能作為傳感光纖，因此監控范圍有限。

發明內容

鑒于現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種基于雙干涉環的周界安全防護傳感定位系統，包括激光器、三個光纖耦合器、傳感光纖和兩個接收機。

所述傳感光纖和三個耦合器構成兩個Sagnac干涉環，所述兩個Sagnac干涉環具有不同的長度。激光器發出的連續光通過這兩個Sagnac環后分別被兩個接收機接收。

假設傳感光纖長度為L0，如圖2，連接耦合器的光纖長度分別為L1、L2和L3。

假設在時刻t距耦合器2距離為Z處發生擾動，產生擾動相位φ(t)。連續光信號經干涉環，返回到光接收機。從激光器到光接收機1，光信號經歷了3條路徑，對應的3個光程分別為L3+L1+L0、L3+L0+L1和L2+L0，其中只有前2個路徑具有相同光程，發生干涉；從激光器到光接收機2，光信號經歷了4條路徑，對應的4個光程分別為L3+L0+L2、L2+L0+L3、L3+L0+L1+L3和L3+L1+L0+L3，其中前2個路徑的信號和后2個路徑的信號分別發生干涉，而這2組信號之間光程不同不會發生干涉。

接收機1接收到的光信號強度I1可以描述為：

I1=adφdt(L0+L1-2Z)---(1)]]>

接收機2接收到的光信號強度I2可以描述為：