[發明專利]基于光纖光柵應變傳感器的周界安防系統及信號處理方法

有效

• 申請號: 201710313008.7
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107067607B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 楊玥;何光輝;董雷
• 申請（專利權）人: 武漢理工光科股份有限公司
• 主分類號: G08B13/12
• 分類號: G08B13/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種基于光纖光柵應變傳感器的周界安防系統，其特征在于，包括：

圍欄鋼絲繩，固定在圍墻的若干支柱上；

光纖光柵應變傳感器，與圍欄鋼絲繩連接，并固定在支柱上；屬于同一通道的光纖光柵應變傳感器串接在一根光纜上；所述光纖光柵應變傳感器包括主軸、旋轉空間凸輪、差動彈簧機構和等強度應變片，該等強度應變片上固定有光纖光柵；圍欄鋼絲繩部分繞設在主軸上；旋轉空間凸輪套設在主軸上，并連接一旋轉回復機構；該旋轉空間凸輪的上表面設有多個凹凸區間；當圍欄鋼絲繩的狀態變化時，帶動主軸旋轉，旋轉空間凸輪也隨主軸轉動；差動彈簧機構通過一安裝支架設置在該旋轉空間凸輪的上方，該差動彈簧機構包括頂桿和滾輪，頂桿與等強度應變片接觸，滾輪與該旋轉空間凸輪的上表面接觸；

光纖光柵信號解調儀，與光纜連接，將光纖光柵應變傳感器的信號發送到報警管理計算機；

報警管理計算機，對接收的信號進行處理和分析，根據分析結果進行報警；

該多個凹凸區間具體包括預張初始區域，該預張初始區域的一側設有張緊上限區域和入侵報警區域，該預張初始區域的另一側設有張緊下限區域、松弛報警區域和張拉失效區域。

2.根據權利要求1所述的基于光纖光柵應變傳感器的周界安防系統，其特征在于，所述旋轉回復機構為扭簧，圍欄鋼絲繩起初處于預張緊狀態時，扭簧也處于預緊狀態。

3.一種基于光纖光柵應變傳感器的周界安防系統的信號處理方法，該其特征在于，該方法基于權利要求1-2中任一項所述的周界安防系統包括步驟：

標定并設置光纖光柵應變傳感器“靜態”、“松弛”、“失效”、“入侵”狀態下的波長變化閾值，并設置系統采樣率fs，基準值更新周期Tb；

系統開始運行后，對每個探測點，即每一個光纖光柵應變傳感器所在位置，先讀取各自第一次采樣值作為基準值，若無異常事件發生，按照基準值更新周期Tb更新基準值；若某探測點判斷有異常事件發生，則這個點不更新基準值；

計算每個探測點當前時刻波長數值與基準值的差值，并已設置的波長變化進行比較，判斷是否發生異常。

4.根據權利要求3所述的信號處理方法，其特征在于，波長變化閾值具體設置為：

受力狀態為靜態時，波長變化范圍為0~5 pm；受力狀態為松弛時，波長變化范圍為6~20pm；受力狀態為入侵時，波長變化范圍為21~50 pm；受力狀態為失效時，波長變化范圍為51~80 pm。

5.根據權利要求4所述的信號處理方法，其特征在于，根據當前時刻波長數值與基準值的差值的數值范圍，確定當前的受力狀態，輸出對應事件信息。