產(chǎn)品原理
分布式光纖振動傳感器主要有三部分構(gòu)成：發(fā)送檢測部分，信號傳輸部分和接收處理部分，如圖1：
利用外界信息具有敏感能力和功能的特殊光纖作為傳感元件，將“傳”和“感”合為一體，傳感光纖在外界物理因素（如運動、振動和壓力）的作用下，改變光纖中的光纖相位，從而對外界參數(shù)進行檢測，具體來說是當外界的振動作用于光纜時，引起光纜中纖芯發(fā)生形變，使纖芯折射率與長度發(fā)生變化，導(dǎo)致光纜中光的相位發(fā)生變化。當光在光纜中傳輸時，由于光子和纖芯晶格發(fā)生作用，不斷地向后傳輸瑞利散射光。當外界存在振動時，背向瑞利散射光的相位變化轉(zhuǎn)換為光強變化，再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和信號處理之后，進入計算機進行數(shù)據(jù)分析。系統(tǒng)根據(jù)分析的結(jié)果，判斷入侵事件的發(fā)生，并確認入侵地點。同時通過建立光纜線路環(huán)境特征參數(shù)數(shù)據(jù)模型和告警監(jiān)測閾值模型，降低監(jiān)測告警的虛警率。這就是光纖振動傳感器的工作原理。
系統(tǒng)圖
主要技術(shù)
基于窄線寬脈沖外調(diào)制技術(shù)的光源設(shè)計
為了提高系統(tǒng)對振動事件識別的靈敏度和定位精度。需要極窄的線寬和極小的頻率漂移。線寬與靈敏度有著極大的關(guān)系，線寬越窄，干涉作用就越明顯，系統(tǒng)的靈敏度就越高，因此，窄線寬是光纖振動傳感器的關(guān)鍵，是系統(tǒng)能夠響應(yīng)光相位變化的基本條件。由于頻率漂移會導(dǎo)致后向散射曲線發(fā)生抖動，使入侵引起的曲線變化被淹沒，系統(tǒng)的性能受到嚴重的影響，因此較小的頻率漂移在光纖振動傳感器系統(tǒng)中也非常的重要。
2.位置振動信號的提取
分布式光纖振動傳感器的傳感光纜一般埋設(shè)于室外，當入侵者走在埋設(shè)光纜的地面上或附近時，產(chǎn)生的振動會導(dǎo)致光纖中的瑞利散射光相位發(fā)生變化，由于干涉作用，光相位變化將會引起光強度的變化，通過實時地將當前時刻的分布式光纖振動傳感系統(tǒng)后向散射信號與其前一時刻的后向瑞利散射信號連續(xù)相減，檢測這種干涉效應(yīng)就可以定位入侵位置。
高速采集及處理技術(shù)及先進的軟件算法設(shè)計
布式光纖振動傳感器系統(tǒng)一般測量的空間范圍大，要采集的數(shù)據(jù)量很多，因此對系統(tǒng)時間分辨率的穩(wěn)定可靠性有很高的要求。信號數(shù)據(jù)采集一般采用了實時采樣方式，即信號一到就開始逐點采樣，直到將整個信號波形被采集完為止。同時采樣點以時間為順序采集，易于實現(xiàn)波形的快速顯示。其要求模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊處理速度足夠快，即每個采樣點的采入、量化、存儲和運算過程必須在光源的光脈沖所缺的時間間隔內(nèi)完成。 分布式光纖振動傳感器能夠測量光纖周圍的任何振動、擾動、聲音信號，如何在大量的振動信息中提取出有用的信號數(shù)據(jù)是非常關(guān)鍵性的技術(shù)。
技術(shù)優(yōu)勢
對于其他類型的監(jiān)控技術(shù)相比，分布式光纖振動傳感器具有獨特顯著的特點。光纖傳感以光纖為媒介，光波為信息載體，利用光纖的一維空間連續(xù)特性來感知和傳輸外界測量信號，且整個光纖長度上任一點都是敏感點，沿光纖鏈路不存在監(jiān)測盲區(qū)。光纖既是傳輸媒介優(yōu)勢傳輸介質(zhì)，使得傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也大為簡化。光纖本身電絕緣，抗電磁干擾，耐高溫高壓，耐化學(xué)腐蝕，布設(shè)靈活，因此適用于各種空間環(huán)境，并特別適用于易燃、易爆、強電池干擾等惡劣環(huán)境。此外，光纖振動傳感技術(shù)，能與現(xiàn)代通信設(shè)備高度融合，易于構(gòu)建大范圍長距離的網(wǎng)絡(luò)型傳感，從而使其在多個領(lǐng)域中有著成功的應(yīng)用。主要優(yōu)勢如下：
監(jiān)測范圍廣、監(jiān)測距離長
靈敏度高，誤報率地，工作穩(wěn)定
性價比高，易操作、易管理、易維護。
不受雷電干擾破壞，特別是在雷雨天氣比較多的地方，更顯示出它的優(yōu)越性。
不受EMI和RFI的干擾，光纖振動傳感器對電磁干擾具有天生的免疫性。
在整個傳感光纖長度內(nèi)，其探測靈敏度具有一致性。
不受土壤中金屬、鹽水和礦物質(zhì)影響，耐腐蝕，能在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作
應(yīng)用領(lǐng)域
重要軍事、政治、經(jīng)濟區(qū)域安防、如軍備庫、銀行、博物館、監(jiān)獄等區(qū)域
大型生產(chǎn)廠區(qū)周界安防
別墅群周界安防