[發明專利]一種光纖水下智能圍欄系統及其應用

在審

• 申請號: 201310374226.3
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN104424741A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 趙棟;賈波;唐璜
• 申請（專利權）人: 上海杰蜀光電科技有限公司
• 主分類號: G08B13/186
• 分類號: G08B13/186
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

1.一種光纖水下智能圍欄系統，其特征在于：所述系統包括監測終端（10）、傳輸光纜（20）和光纖智能圍欄（30），其中監測終端（10）位于水上，光纖智能圍欄（30）位于水下，傳輸光纜（20）連接監測終端（10）和光纖智能圍欄（30），傳輸光纜（20）與監測終端（10）連接的一端位于水面上，傳輸光纜（20）與光纖智能圍欄（30）連接的一端位于水面下，所述光纖智能圍欄（30）包括振動傳感光纜子系統（31）、圍欄（32）和固定裝置（33），振動傳感光纜子系統（31）通過固定裝置（33）固定在圍欄（32）上；所述振動傳感光纜子系統（31）為無源器件。

2.根據權利要求1所述的光纖水下智能圍欄系統，其特征在于：所述監測終端（10）包括光源模塊（11）、光分路模塊（12）、檢測和放大模塊（13）、數據采集模塊（14）、數據處理模塊（15）和顯示模塊（16），光分路模塊（12）與光源模塊（11）和檢測和放大模塊（13）均電連接，檢測和放大模塊（13）與數據采集模塊（14）電連接，數據采集模塊（14）與數據處理模塊（15）電連接，數據處理模塊（15）與顯示模塊（16）電連接；所述傳輸光纜（20）與監測終端（10）中的光分路模塊（12）電連接。

3.根據權利要求1所述的光纖水下智能圍欄系統，其特征在于：所述傳感光纜子系統（31）包括光預處理模塊（311）、傳感光纜（312）和反射端（313）；光預處理模塊（311）與傳輸光纜（20）連接，傳感光纜（312）的一端連接在光預處理模塊（311）上，傳感光纜（312）的另一端為所述的反射端（313）。

4.根據權利要求3所述的光纖水下智能圍欄系統，其特征在于：所述光預處理模塊（311）包括2×2光纖耦合器I（3111）、2×2光纖耦合器II（3112）、光纖延遲線（3113）、光纖跳線I（3114）、光纖跳線II（3115），所述光纖跳線I（3114）和光纖跳線II（3115）連接2×2光纖耦合器I（3111）和2×2光纖耦合器II（3112），光纖延遲線（3113）制作在光纖跳線I（3114）上。

5.根據權利要求1所述的光纖水下智能圍欄系統，其特征在于：所述振動傳感光纜子系統（31）呈現曲線分布在圍欄（32）上。

6.一種光纖水下智能圍欄系統的應用，其特征在于：所述應用包括如下步驟：

（1）.將監測終端（10）放置于水面以上的遠離現場的安全監控中心，傳輸光纜（20）一端連接水上的監測終端（10），另一端進入水下連接光纖智能圍欄（30），光纖智能圍欄（30）安裝在水下現場監測需要的位置；

（2）.當水下有入侵物觸碰光纖智能圍欄（30）后，會引起圍欄（32）及固定在上面的振動傳感光纜子系統（31）產生振動；入侵物作為振動源（314），根據光纖的彈光效應，振動源（314）產生的振動信號將引起該處傳感光纜（312）內部光纖長度和折射率的微小變化，從而使得光纖內部傳輸的光在經過該處傳感光纜（312）的時候走過的光程隨時間而變化，實現對該處傳感光纜（312）中傳播光的相位進行調制；

（3）.寬光譜的光源模塊（11）發出的連續光波，經過光分路模塊（12）后進入傳輸光纜（20），經過傳輸光纜（20）遠程傳輸到光纖智能圍欄（30）的振動傳感光纜子系統（31）中；在振動傳感光纜子系統（31）的光預處理模塊（311）中，光能量被2×2光纖耦合器I（3111）分為2個光分量，其中進入光纖跳線II（3115）的光分量直接進入2×2光纖耦合器II（3112）中；進入光纖跳線I（3114）的光分量經過光纖延遲線（3113），產生了延時T后，再進入2×2光纖耦合器II（3112）；光纖跳線I（3114）、光纖跳線II（3115）中的兩個光分量在2×2光纖耦合器II（3112）中合并后進入傳感光纜（312），在傳感光纜（312）內部傳播的是兩個具有時間差T的光分量，這兩個光分量經過一定距離的向前傳播后，遇到傳感光纜（312）末端的反射端（313），被反射后沿傳感光纜（312）原路向后傳播，至2×2光纖耦合器II（3112）后，原來具有時間差T的兩個光分量被再次分光后分別通過具有光纖延遲線（3113）的光纖跳線I（3114）和沒有延時的光纖跳線II（3115），并進入2×2光纖耦合器I（3111）中合并，合并后進入傳輸光纜（20），并通過傳輸光纜（20）回到監測終端（10）中；

（4）.在監測終端（10）中，返回的光信號經由光分路模塊（12）后，首先進入檢測與放大模塊（13），對光信號進行光電轉換、低噪聲放大、高通濾波處理，轉化成適合運算處理器采集和運算的電信號；在數據采集模塊（14）中完成模數轉換、高速數據采集；在數據處理模塊（15）中完成信息解調還原、頻譜變換、模式識別、智能分析、數據存儲功能；最終在顯示模塊（16）中對各種監測到的信息進行實時顯示、定位和報警或預警。