隨著光纖技術的不斷發展，傳輸損耗不斷降低，傳輸距離不斷加大，價格下降，加上在技術性能上又有獨到的優點，光纖報警器在安防系統中越來越多地得到套用。
光纖感測器基本由紅外光發射器、光導纖維、紅外光接收器組成。紅外發射器內的發光二極體發射脈衝調製的紅外光，此紅外光沿光纖向前傳播，最後到達光接收器，並把經光電檢測後的信號送往報警控制器，從而構成一個閉合的光環系統。
基本介紹
- 中文名：光纖感測器周界報警器
- 外文名：Optical fiber sensorperimeter alarm
- 組成：光導纖維、紅外光發射器和接收器
- 檢測範圍：可達50Km
- 用途：探測報警
簡介,光纖周界報警技術原理,基本原理,安裝方式,
簡介
在光通信系統的研究中,研究人員發現光纖對外界環境因素十分敏感,溫度、壓力、電場、磁場等環境條件的變化將引起光波參量的變化. 1977年,光纖感測這一概念被提出,光纖感測以其特有優勢引來了科學界極大的關注,成為感測器領域中研究的熱點,目前已報導的各種光纖感測器就達70多種。
干涉型光纖感測器是目前感測技術研究的熱點,它主要套用於測量溫度、應變、壓力、振動、電場、磁場、輻射以及探測管道破裂和油料泄漏。
光纖周界報警系統基於干涉型光纖感測器原理,是新一代周界監控系統.它通過監測邊界小範圍內環境應力變化對光纖的影響,分析干擾信息,從而對此進行判斷和定位報警,此系統適用於安全防範、石油管道監測.它具有傳統感測器所不能比擬的優點:適合複雜地形,不受地形限制,不受自然氣候的影響;靈敏度高;感測光纜本身無源,功耗低,使用成本低;可監測的距離長,可達50 km;能實現實時監控。
根據防範的不同場合和要求，光纖可以構成各種形狀，環置於需要防範的周界，當入侵者侵入時會破壞光纖使其斷裂，這時就會因光信號中斷而觸發報警。由於光纖極細，可以很方便地進行隱蔽安裝，如安裝在周圍防禦的鋼絲網上，當發生因攀登、翻越、切斷鋼絲引起的光纖斷裂時，通過報警控制器發出報警。也可以將透明的光纖埋在用紙、塑膠或防止纖維等物製成的壁紙中或放到牆皮里或門板里，當入侵者鑿牆、打洞或撕裂壁紙時產生報警。
光纖周界報警技術原理
目前，有多種技術可以套用於光纖圍欄，主要可以分為四種:一是利用後向散射光的光時域反射定位技術(OTDR: optical time domain reflectometry) ;二是利用前向傳輸光在單模光纖的兩個正交偏振模受到擾動時模式間產生耦合;三是利用逆向傳輸的泵浦光和探測光之間的非線性效應;四是利用Sagnac , Mickelson , M-Z 等干涉儀對擾動定位。
OTDR技術的原理是:光脈衝在光纖中傳播時，由於瑞利散射而發生能量損耗，通過監測後向散射光強度，就可以獲得散射係數或衰減程度沿光纖的分布狀況。
Sagnac光纖干涉技術的基本原理是利用在由同一光纖構成的光纖環中沿相反方向前進的兩光波，在外界因素作用下產生不同的相移。通過干涉效應進行檢測。
Michelson光纖干涉技術 光源發出的光，經藕合器分為兩路，分別入射到感測光纖和參考光纖。感測光纖和參考光纖的反射光在藕合器處疊加，產生干涉效應。
基本原理
光纖周界報警系統由主控計算機、主控儀、引導光纜、感測光纜和外部連線組件這5大部分組成。其中,主控計算機和主控儀位於監控室內,引導光纜、感測光纜和外部連線組件安裝於室外.主控計算機與主控儀負責光信號的產生、接收,信號的分析和處理;由於在實際套用中,監控室距離監測區域通常有一段距離,用引導光纜實現光信號的傳輸,同時實現不敏感擾動;感測光纜通過掛網或埋地等方式布設在監控周界附近,敏感外界環境的應力變化,經過信號處理後報警;外部連線組件負責連線引導光纜和感測光纜。
m-Z干涉儀 用兩段長度基本相同的單模光纖和兩個耦合器構成M-Z干涉儀。由1端發出的光，經耦合器後進入兩單模光纖。兩光纖輸出的光在第2個耦合器處發生干涉。由於光路的對稱性，由2端發出的光，也可以在耦合器1處發生干涉。 在感測光纖無擾動時，由1端發出的光將在2端產生穩定的干涉條紋。同時，由2端發出的光也將在1端產生穩定的干涉條紋。在採用窄帶雷射作為光源時，將分別在1端和2端接收到穩定的光功率。
安裝方式
1、鐵藝介質的安裝方式
1）光纜鋪設方式：
在鐵藝上鋪設光纜時，由於鐵藝較硬，應增加感測光纜的數量以保證能可 靠地感應到入 侵信號。通過分析入侵者翻越圍欄的動作特點，建議沿鐵藝最頂端、中間和最底端的水平鐵 欄桿各鋪設一道感測光纜。在鐵藝圍欄中，有的鐵藝會安裝在柱子，如果支柱的面積不大，鋪設光纜時可直接越過柱子。但有些支柱的橫截面比較大，容易被入侵者利用這個區域進入，所以對這樣 的區域必須加以保護。可在支柱頂部安裝鐵網，鋪設光纜時，將感測光纜鋪設到該鐵網上。
如需提高警戒級別，可在鐵藝圍欄的中間部分鋪設一道或多道感測光纜。
2）採集器的安裝方式：
採集器可固定於鐵藝支柱上。在距離地面約 1.5 米處，用夾具或綁紮帶將接續盒牢固地 固定在介質上。如果兩個鐵藝之間是較寬的砌磚柱子，則接續盒可固定在柱子上，用膨脹螺 栓加以固定。
2、圍網介質的安裝方式
1）光纜鋪設方式：
光纜鋪設於鐵絲網圍欄上時，可根據鋪設介質對軟硬程度選擇以下方式
直線型：
這種鋪設方式可探測到攀爬、翻越的入侵方式。由於採用直線鋪設方式鋪設，所需光纜 較少，適用於警戒級別較低的場所。感測光纜應鋪設在鐵網高度約 3/4 處，呈水平直線鋪設， 每隔 40 厘米用防紫外線扎帶或專用綁紮帶將光纜與鐵網格線緊密固定。
平行線型：
這種鋪設方式可探測到攀爬、翻越、剪網、梯子輔助翻越等入侵方式。通過採用水 平鋪 設多道光纜的方式，可增大圍欄的感應面積，從而有效地探測到較弱的入侵信號。
該方式適用於警戒級別較高的場所。感測光纜沿圍欄頂部鋪設，到達防區末端時繞過來按相 反方向直線鋪設。可按需求來回多鋪幾道，光纜鋪設的間隔可按鐵網高度平均分布。
2）對於加固部分的處理感測光纜的靈敏度在整個防區範圍具有一致性，但介質的鬆緊度是會有變化的，所以在鋪設感測光纜時要考慮這一因素的影響，在較緊的介質上鋪設的光纜感應面積要比在較松的介質上鋪設的光纜的感應面積大，例如在鐵網的立柱部分、防區末端部分鋪設光纜時。
3）採集器的安裝方式：
採集器可固定於鐵網連線處的支柱或鐵網上，距離地面約1.5米處。為避免採集器安裝鬆散引起誤報，應選擇結實牢固的支柱或緊拉的鐵網作為安裝點。安裝時可選用緊固夾具進行固定，也可採用綁紮線綁紮固定，但無論採取何種方式，須讓採集器緊密而可靠地固定在介質上。
3、圍牆介質的安裝方式
1）光纜鋪設方式：
針對圍牆的入侵方式常見的有鑿牆和翻越，其防範方式對應兩種解決方案。
防範鑿牆：
鑿牆是一種常見的針對圍牆的入侵方式，感測光纜可以採集到入侵者鑿牆時產生的微小振動。施工人員可採用平行線型方式在牆面上鋪設兩道光纜，圍牆的高度不應超過2米，光纜應固定在距離地面0.5米和1.5米處，如果圍牆高度大於2米，則高度每增加1米，需增加一道光纜，光纜水平固定在該區域的中部。為了保證感測光纜能感應到鑿牆時產生的振動，必須保證牆面結實，磚快不能有鬆動，並且光纜應緊密地附著在圍牆表面。可使用線卡子每隔50厘米進行固定。
如果入侵者採用翻越的方式進入，則此過程中產生的振動極其微弱，感測光纜感應到的 信號不足以作為判斷入侵的依據，所以防範這種入侵方式時，必須在牆頭上安裝扣網，滾網 或立網，以增加振動的強度和感應面積。扣網材料一般採用Φ 3、孔徑為 20cm X 5cm 的鐵 網，樣式如圖所示。在扣網上固定感測光纜時應注意將感測光纜固定在圍牆外側扣網的頂部。 在需要提高警戒級別時可將光纜多鋪設幾道。
2）採集器的安裝方式：
採集器應安裝在圍牆內側離地 1.5 米的高度，用膨脹螺栓固定在牆上。
