一种光纤水下智能围栏系统的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型涉及一种光纤水下智能围栏系统，系统包括监测终端、传输光缆和光纤智能围栏，监测终端位于水上，光纤智能围栏位于水下，传输光缆连接监测终端和光纤智能围栏，光纤智能围栏包括振动传感光缆子系统、围栏和固定装置，振动传感光缆子系统通过固定装置固定在围栏上；振动传感光缆子系统为无源器件。在水下的部分全部由无源器件组成，在工作时无电流通过，不辐射电磁波，也不受电磁干扰，不会产生漏电、短路、发热等现象，可长期在水中工作而不具有危险性。仅在水面以上的监测终端需要低功率的电能供应，水下部分全部通过光纤器件和光缆传输光信号，能量损耗极小，可在水下长达数十公里的范围内无需外界能源供应而长期工作。
【专利说明】一种光纤水下智能围栏系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水下的周界安防系统，特别是涉及一种其水下部分不包含任 何电子元器件、无需电能供应因而本质安全的可应用于各种临水区域的光纤水下智能围栏 系统。
【背景技术】
[0002]随着恐怖活动不断地从陆地向水下发展，对水下入侵目标的检测以及识别、定位、 预警成为新的关注焦点。近年来，各种检测水下目标的技术及设备不断涌现。
[0003]现有的水下监测系统，无论是传感器、数据采集系统，还是数据传输系统，大部分 由电子元器件组成，需要电力供应，这些电子元器件在水下环境中长期运行，有产生短路、 局部发热等先天的安全隐患，均具有危险性。
实用新型内容
[0004]针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种其水下部分不包含任何电子 元器件、无需电能供应因而本质安全的可应用于各种临水区域的光纤水下智能围栏系统。
[0005]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种光纤水下智能围栏 系统，所述系统包括监测终端、传输光缆和光纤智能围栏，监测终端位于水上，光纤智能围 栏位于水下，传输光缆连接监测终端和光纤智能围栏，传输光缆与监测终端连接的一端位 于水面上，传输光缆与光纤智能围栏连接的一端位于水面下，所述光纤智能围栏包括振动 传感光缆子系统、围栏和固定装置，振动传感光缆子系统通过固定装置固定在围栏上；所述 振动传感光缆子系统为无源器件。
[0006]在本实用新型的具体实施例子中:所述监测终端包括光源模块、光分路模块、检测 和放大模块、数据采集模块、数据处理模块和显示模块，光分路模块与光源模块和检测和放 大模块均电连接，检测和放大模块与数据采集模块电连接，数据采集模块与数据处理模块 电连接，数据处理模块与显示模块电连接；所述传输光缆与监测终端中的光分路模块电连接。
[0007]在本实用新型的具体实施例子中:所述传感光缆子系统包括光预处理模块、传感 光缆和反射端；光预处理模块与传输光缆连接，传感光缆的一端连接在光预处理模块上，传 感光缆的另一端为所述的反射端。
[0008]在本实用新型的具体实施例子中:所述光预处理模块包括2X2光纤耦合器1、 2X2光纤耦合器I1、光纤延迟线、光纤跳线1、光纤跳线II，所述光纤跳线I和光纤跳线II 连接2X2光纤耦合器I和2X2光纤耦合器II，光纤延迟线制作在光纤跳线I上。
[0009]在本实用新型的具体实施例子中:所述振动传感光缆子系统呈现曲线分布在围栏 上。
[0010]本实用新型的积极进步效果在于:本实用新型提供的光纤水下智能围栏系统具有 以下优点:[0011]1.安全:本实用新型中在水下的部分全部由无源器件组成，不具有引起危险的物 理基础，在工作时无电流通过，不辐射电磁波，也不受电磁干扰，不会产生漏电、短路、发热 等现象，可长期在水中工作而不具有危险性。
[0012]2.绿色节能，低碳环保:本实用新型中仅在水面以上的监测终端需要低功率的电 能供应，水下部分全部通过光纤器件和光缆传输光信号，能量损耗极小，可在水下长达数十 公里的范围内无需外界能源供应而长期工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的整个系统的简图。
[0014]图2是本实用新型中监测终端的结构示意图的框图(其中实体箭头为光路方向， 中空箭头为电路方向)。
[0015]图3是本实用新型中光纤智能围栏的结构示意图。
[0016]图4是本实用新型的一个实施例中振动传感光缆子系统的结构示意图。
[0017]图5是本实用新型的一个实施例中用于对振动源定位的频谱曲线图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
[0019]图1是本实用新型的整个系统的简图，如图1所示:在本实用新型中，整个系统包 括监测终端10、传输光缆20和光纤智能围栏30，监测终端10位于水上，光纤智能围栏30 位于水下，传输光缆20连接监测终端10和光纤智能围栏30，传输光缆20与监测终端10连 接的一端位于水面上，传输光缆20与光纤智能围栏30连接的一端位于水面下。
[0020]另外，光纤智能围栏30也可以放在陆地上，放在水下与陆地上均可以实现本实用 新型。
[0021]图2是本实用新型中监测终端的结构示意图的框图，其中实体箭头为光路方向， 中空箭头为电路方向。如图2所示:在本实用新型中，监测终端10包括光源模块11、光分 路模块12、检测和放大模块13、数据采集模块14、数据处理模块15和显示模块16，光分路 模块12与光源模块11和检测和放大模块13均电连接，检测和放大模块13与数据采集模 块14电连接，数据采集模块14与数据处理模块15电连接，数据处理模块15与显示模块16 电连接。传输光缆20与监测终端10中的光分路模块12电连接。
[0022]图3是本实用新型中光纤智能围栏的结构示意图，如图3所示:在本实用新型中， 光纤智能围栏30包括振动传感光缆子系统31、围栏32和固定装置33，振动传感光缆子系 统31通过固定装置33固定在围栏32上；在本实用新型中，振动传感光缆子系统31采用无 源器件。如图3所示:振动传感光缆子系统31根据现场需要蛇形分布于围栏32上，并由固 定装置33进行固定。振动传感光缆子系统31可以根据现场需要呈现不同的形状分布于围 栏32上。本实用新型水下部分全部由无源器件组成，不含电子器件，不用像常规电子产品 一样考虑水下的密封性。
[0023]图4是本实用新型的一个实施例中振动传感光缆子系统的结构示意图，如图4所 示:在本实用新型中，传感光缆子系统31包括光预处理模块311、传感光缆312和反射端 313 ;光预处理模块311与传输光缆20连接，传感光缆312的一端连接在光预处理模块311上，传感光缆312的另一端为反射端313。
[0024]光预处理模块311包括2X2光纤耦合器13111、2 X 2光纤耦合器113112、光纤延 迟线3113、光纤跳线13114、光纤跳线113115，光纤跳线13114和光纤跳线II3115连接2X2 光纤耦合器13111和2X2光纤耦合器113112，光纤延迟线3113制作在光纤跳线13114上。
[0025]本实施例的光路特征是:宽光谱的光源模块11发出的连续光波，经过光分路模块 12后进入传输光缆20,经过传输光缆20远程传输到光纤智能围栏30的振动传感光缆子 系统31中。在振动传感光缆子系统31的光预处理模块311中，光能量被2X2光纤f禹合 器13111分为2个光分量，其中进入光纤跳线II3115的光分量直接进入2X2光纤耦合器 II3112中；进入光纤跳线13114的光分量经过光纤延迟线3113，产生了延时T后，再进入 2X2光纤耦合器II3112 ;光纤跳线13114、光纤跳线II3115中的两个光分量在2X2光纤 耦合器II3112中合并后进入传感光缆312，因此，在传感光缆312内部传播的是两个具有时 间差T的光分量，这两个光分量经过一定距离的向前传播后，遇到传感光缆312末端的反 射端313，被反射后沿传感光缆312原路向后传播，至2X 2光纤耦合器113112后，原来具有 时间差T的两个光分量被再次分光后分别通过具有光纤延迟线3113的光纤跳线13114和 没有延时的光纤跳线113115，并进入2X2光纤耦合器13111中合并，合并后进入传输光缆 20，并通过传输光缆20回到监测终端10中。
[0026]光预处理模块311在本实施例中起到分离传感系统和传输系统的作用。光预处理 模块311 —端连接的传感光缆312，能够感知自身的振动信息，起到传感的作用；当光分量 往返两次通过光预处理模块311时，经过分束、合束、延迟等光学预处理作用，之后再回到 光预处理模块311另一端的传输光缆20，此时传输光缆20仅仅起到传输光信号的作用，其 内部的光信号不再受周围环境中各种振动信息的影响。
[0027]在振动传感光缆子系统31中一共产生如下的4个光分量:(a)向前传播时具有延 时T，向后返回时没有延时；(b)向前传播时没有延时，向后返回时具有延时T ; (C)向前 传播和向后返回都没有延时；(d)向前传播和向后返回都具有延时T。因为光源模块11 采用宽光谱光源，使得光波的相干长度小于光纤延迟线3113的长度，因次，上述4个光分量 中，只有光分量(a)和(b)满足相干条件，产生干涉后的光波通过光分路模块12后进入检测 与放大模块13，转变为电信号后依次进入数据采集模块14、数据处理模块15、和显示模块 16中。
[0028]本实施例的工作机理如下:
[0029]监测终端通过传输光缆向光纤智能围栏上的振动传感光缆子系统发射光信号；受 到调制后的光信号再返回到监测终端后，在监测终端内部完成光电转换、信号采集、信号解 调、分析处理、显示与报警等功能，从而实现对水下入侵围栏行为的实时监测。
[0030]当水下有蛙、人等入侵物触碰光纤智能围栏30后，会引起围栏32及固定在上面 的振动传感光缆子系统31产生振动。蛙、人等入侵物可作为振动源314，根据光纤的弹光 效应，振动源314产生的振动信号将引起该处传感光缆312内部光纤长度和折射率的微小 变化，从而使得光纤内部传输的光在经过该处传感光缆312的时候走过的光程随时间而变 化，实现对该处传感光缆312中传播光的相位进行调制。
[0031]在传感光缆312没有产生振动的情况下，光分量(a)和(b)在经过传感光缆312 后，走过的光程完全相同。[0032]在振动源314在传感光缆312某点处产生振动的情况下，当光波向前传播时受到振动源314的第一次调制，当光纤中的光波遇到反射端313后被反射向后传播至振动源314 时，被第二次调制。设两次调制之间的时间间隔为T，振动源314所处的位置和反射端313 之间的距离为L，显然T和L之间有下式成立:
【权利要求】
1.一种光纤水下智能围栏系统，所述系统包括监测终端(10)、传输光缆(20)和光纤智 能围栏(30)，监测终端(10)位于水上，光纤智能围栏(30)位于水下，传输光缆(20)连接监 测终端(10)和光纤智能围栏(30)，传输光缆(20)与监测终端(10)连接的一端位于水面上， 传输光缆(20)与光纤智能围栏(30)连接的一端位于水面下，其特征在于:所述光纤智能围 栏(30)包括振动传感光缆子系统(31)、围栏(32)和固定装置(33)，振动传感光缆子系统(31)通过固定装置(33)固定在围栏(32)上；所述振动传感光缆子系统(31)为无源器件。
2.根据权利要求1所述的光纤水下智能围栏系统，其特征在于:所述监测终端(10)包 括光源模块(11 )、光分路模块(12)、检测和放大模块(13)、数据采集模块(14)、数据处理模 块(15)和显示模块(16)，光分路模块(12)与光源模块(11)和检测和放大模块(13)均电连 接，检测和放大模块(13)与数据采集模块(14)电连接，数据采集模块(14)与数据处理模块(15)电连接，数据处理模块(15)与显示模块(16)电连接；所述传输光缆(20)与监测终端(10)中的光分路模块(12)电连接。
3.根据权利要求1所述的光纤水下智能围栏系统，其特征在于:所述传感光缆子系统(31)包括光预处理模块(311)、传感光缆(312)和反射端(313);光预处理模块(311)与传 输光缆(20 )连接，传感光缆(312 )的一端连接在光预处理模块(311)上，传感光缆(312 )的 另一端为所述的反射端(313)。
4.根据权利要求3所述的光纤水下智能围栏系统，其特征在于:所述光预处理模块 (311)包括2X2光纤耦合器I (3111)、2X2光纤耦合器II (3112)、光纤延迟线(3113)、光 纤跳线I (3114)、光纤跳线II (3115)，所述光纤跳线I (3114)和光纤跳线II (3115)连 接2X2光纤耦合器I (3111)和2X2光纤耦合器II (3112)，光纤延迟线(3113)制作在光 纤跳线I (3114)上。
5.根据权利要求1所述的光纤水下智能围栏系统，其特征在于:所述振动传感光缆子 系统(31)呈现曲线分布在围栏(32)上。
【文档编号】G08B13/186GK203422814SQ201320521451
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】赵栋, 贾波, 唐璜 申请人:上海杰蜀光电科技有限公司