[發明專利]基于相位信號載波技術的光纖智能監測系統及監控方法

有效

• 申請號: 201310007456.6
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN103065407A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 羅廣迪;司崇杰;王文偉;蔣海軍
• 申請（專利權）人: 新疆美特智能安全工程股份有限公司
• 主分類號: G08B13/02
• 分類號: G08B13/02;G01H9/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

1.一種基于相位信號載波技術的光纖智能監測系統，其特征在于，包括分布于傳感區域的兩芯閉環感應光纜、光包、信號處理單元和PC主機，所述兩芯閉環感應光纜感應到的信號依次通過光包和信號處理單元傳遞給PC主機；

所述兩芯閉環感應光纜：用于感知傳播至兩芯閉環感應光纜鎧甲上的振動和應力變化信息；

所述光包：完成對來自信號處理單元的光源進行分光，對分光后的光源進行電力載波調制，根據上述兩芯閉環感應光纜感知的振動和應力變化信息產生回傳光干涉，并將干涉光輸送至信號處理單元；

所述信號處理單元：向上述光包發送激光光源和電調制信號，同時接受上述光包發送的回傳干涉光，對干涉光進行光電轉換進而進行信號處理，并將處理過的信息發送給PC處理系統；

所述PC主機：接收上述信號處理單元的信息并進行分析，判斷振動情況以及定位振動觸發點，通過提取告警震動信號，利用聲音識別技術實現入侵物的類型劃分。

2.根據權利要求1所述的基于相位信號載波技術的光纖智能監測系統，其特征在于，所述光包和信號處理單元通過光纖尾纖盒連接。

3.根據權利要求1或2所述的基于相位信號載波技術的光纖智能監測系統，其特征在于，所述兩芯閉環感應光纜采用通信鎧裝光纜。

4.根據權利要求3所述的基于相位信號載波技術的光纖智能監測系統，其特征在于，所述光包設置在電氣井中。

5.根據權利要求4所述的基于相位信號載波技術的光纖智能監測系統，其特征在于，所述信號處理單元包括FPGA、數/模轉換器、可編程衰減模塊、驅動電路、相位調制器、光電二極管、跨組放大器、VCA放大器、模/數轉換器、DSP和RAM存儲器，所述FPGA生成的正玄波動信號，經過數/模轉換器后轉變為模擬信號，通過可編程衰減模塊將該模擬信號的電壓幅值進行調制，將調制后的模擬信號通過驅動電路將電壓信號轉換成電流信號，將該電流信號通過相位調制器調制后完成電調制信號；

所述光電二極管接收到光包的干涉光信號后，通過光電二極管將該干涉光信號轉化為電壓信號，該電壓信號依次經跨組放大器、VCA放大器和模/數轉換器后轉化為數字信號，該數字信號經FPGA傳輸給DSP，經DSP載波振動信號解調后，將解調后的信號儲存到RAM存儲器。

6.一種權利要求1至5所述的基于相位信號載波技術的光纖智能監測系統的監控方法，其特征在于，包括以下步驟：

所述信號處理單元中嵌入了一個激光光源和正玄信號發生電路，分別產生一路激光和一路載波信號，經過通信光纜和載波電纜引入光包，在光包中激光被分光器分成光強相等、相位相同功率減半的兩路激光，每路激光通過一個Y波導利用上述載波信號完成正玄信號載波后，進入兩芯閉環感應光纜；

所述兩芯閉環感應光纜將感應的信息經光包調制形成兩路干涉光，最后通過通信光纖將兩路干涉光信號傳輸給信號處理單元；

所述信號處理單元接收上述的兩路干涉光信號后，被光電二極管轉換成兩路電信號，通過放大、濾波和A/D轉換后轉換為數字信號；

信號處理單元中的DSP對上述數字信號進行信號解調后，將加載于正玄信號上的兩路振動信號保留，濾除載波信號；

將上述解調的兩路振動信號傳輸給PC主機；

所述PC主機對兩路振動信號進行去噪處理，通過FFT變換實時展示振動信號的頻譜，區分噪聲信號和入侵振動信號，濾除噪聲；

設定振動幅度的告警閾值，當上述兩路振動信號其中的一路振動信號超出閾值，則分別截取該路振動信號指定長度的信號進行分析；

如果兩路振動信號被確定為入侵擾動信號，則通過兩路振動信號的時間差定位入侵擾動發生的位置；

所述PC主機通過上述對兩路振動信號分析，并調用聲音識別算法，將通過兩路振動信號分析得出的告警信號與數據庫中儲存的信號進行比對，對入侵物的類型進行判別。

7.根據權利要求6所述的基于相位信號載波技術的光纖智能監測系統，其特征在于，所述PC主機對接收到的50Hz~4000Hz之間頻率段的振信號進行分析。