外文翻譯--基于光時域分析的布里淵傳感器在入侵檢測系統(tǒng)中的發(fā)展（譯文）

1、1中文 中文 3350 字出處： 出處：Kwon I B, Baik S J, Im K, et al. Development of fiber optic BOTDA sensor for intrusion detection[J]. Sensors & Actuators A Physical, 2014, 101(1-2):77-84.基于光時域分析的布里淵傳感器在入侵檢測系統(tǒng)中的發(fā)展Il-Bum Kwon, Se-J

2、ong Baik, Kiegon Im, Jae-Wang Yu摘 要我們提出了一個基于光時域分析的布里淵（BOTDA）傳感器系統(tǒng)，它具有探測和定位超過數(shù)十公里上企圖入侵的能力。該系統(tǒng)由一個激光二極管和兩個電光效應調制器組成，通過應變誘導程序來完成入侵的仿真。在實驗室條件下，得到了在 4.81km 傳感光纖下 3m 的定位精度，且探測時間在 1.5s 內。實際的入侵檢測實驗使用了這樣的裝置，并且能在 1.5 秒內清楚地獲得可辨的

3、檢測信號。關鍵詞：基于光時域分析的布里淵傳感器；光纖；入侵檢測；距離分辨率1 簡介 簡介為了防止入侵者進入，紅外光纖傳感器、埋在地下的磁傳感器和泄漏同軸電纜傳感器得到了廣泛的應用[1]。紅外光纖傳感器對空氣中的灰塵和水分子非常敏感，并且它的檢測線必須構建成直線。磁傳感器和泄漏同軸電纜傳感器不能用在有電磁干擾的惡劣環(huán)境中。但光纖傳感器沒有這些缺點，并在入侵檢測中有了很大的發(fā)展，比如對機場的周圍和建筑物周圍環(huán)境的入侵檢測。光纖傳感器檢測到一

4、個失光與光纖的切斷是相關的，這樣的入侵企圖[2]是不可避免的。當多模光纖被入侵者彎曲時[3]，這種類型的光纖傳感器就檢測到光的偏振狀態(tài)發(fā)生變化。多模光纖傳感器具有很短的數(shù)米范圍的探測距離。光纖傳感器利用由傳播模式間相互干擾產生的散射具有極高的靈敏度，但其檢測范圍僅數(shù)百米仍然有限 [4,5] 。1976 年，Barnoski 和 Jensen[6]報道了一個，通過分析時域瑞利后向散射的無損測量方法。戴金[7]認為，利用瑞利散射的光時域反射

5、計（OTDR）可應用到入侵檢測中。雖能測量到后向散射光，但這個傳感器不能檢測到這種位于某種特定入侵背后的入侵，在這種特定入侵的擾動足夠大，來掩蓋所有后來的入侵事件 。傳感器利用受激布里淵散射克服了這個問題。受激布里淵散射光纖傳感器采用一泵浦脈沖光和連續(xù)探測光沿相反方向在單模光纖上傳輸，并檢測由兩個光束與混合[8,9]聲波放大的受激布里淵后向散射信號。在此方法中，連續(xù)探測光的頻率與光纖泵浦光的頻率不同，產生受激布里淵效應對探測光進行放大,

6、從而接收到強度大的布里淵散射信號[10,11]。布里淵光時域分析（BOTDA）傳感器系統(tǒng)裝備一個電光調制器，已用于分布式應變和溫度測量的研究，但是用在入侵檢測中信號分析持續(xù)時間太長[8]。在這項研究中，我們開發(fā)了一個 BOTDA 的傳感器系統(tǒng)，它能夠檢測和定位超過數(shù)十3圖 2 布里淵散射和后向入侵的影響的檢測信號仿真圖 3 光纖 BOTDA 的傳感器示意圖假設泵浦脈沖有一個窄脈沖，W 和峰值功率 (0) p P ，在 0 Z ?時間 2

7、 t z v ? 被檢測的功率被描述為( ) ( )exp( ) ( )( ) ( )exp( ) (0)exp( ) 2d cw cw cw cw p pg vW P z P L L P L L P z A ? ? ? ? ? ? ? ?（3）適用于一個足夠小的連續(xù)光的功率 ( ) CW P L 。上面的公式中， g 是布里淵增益系數(shù)， A 為光纖的有效截面， p ? 為在光纖中泵浦脈沖波長的損耗系數(shù)。布里淵增益系數(shù) g 有一個著名的