分布式光纖安全防衛(wèi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)靈敏度調(diào)節(jié)的研究.pdf

1、盜竊對(duì)社會(huì)治安的威脅日益嚴(yán)重，據(jù)國(guó)際刑警組織提供的數(shù)據(jù)，每年因博物館藏品被盜造成的損失就高達(dá)40至60億美金。而銀行因盜竊造成損失也不遑多讓，05年巴西發(fā)生該國(guó)史上最大銀行盜竊，一次損失金額即高達(dá)7700萬(wàn)美元。我國(guó)內(nèi)的入室盜竊案件近年來(lái)出現(xiàn)發(fā)案率高及累計(jì)盜竊金額高等特點(diǎn)。針對(duì)上述盜竊案件的特點(diǎn)，研制一個(gè)適合于區(qū)域安全監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)有很大的實(shí)用意義。分布式光纖干涉測(cè)量技術(shù)因?yàn)榻Y(jié)合了分布式光纖傳感技術(shù)與光纖干涉測(cè)量技術(shù)而擁有很多優(yōu)點(diǎn)，適合于開

2、發(fā)為安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
　　現(xiàn)在已有的各種光纖干涉測(cè)量系統(tǒng)多是在四種基本的光學(xué)干涉儀基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，從實(shí)際工程應(yīng)用所需要的8個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行比較。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)主要用于中短距離的區(qū)域安防，根據(jù)比較結(jié)果，選定單根光纖構(gòu)建薩格奈克干涉儀為系統(tǒng)原型。根據(jù)光波導(dǎo)的橫向耦合理論，推導(dǎo)了分光比為1:1的2×2耦合器的導(dǎo)波特性并與分光比為1:1:1的3×3耦合器進(jìn)行比較，針對(duì)本系統(tǒng)特點(diǎn)，選擇2×2耦合器。系統(tǒng)選用單模光纖，它在彎曲或者受力時(shí)容易影響傳輸光

3、的偏振態(tài)，使其出現(xiàn)互易性雙折射，而這會(huì)改變干涉光強(qiáng)從而影響系統(tǒng)對(duì)破壞入侵行為的判定。在瓊斯矩陣的基礎(chǔ)上論述了法拉第旋轉(zhuǎn)鏡在消除單模光纖雙折射效應(yīng)方面的作用。在上述理論的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了適合于本系統(tǒng)的整體光路。
　　對(duì)本系統(tǒng)采用的各模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，提出了通過(guò)改變系統(tǒng)延遲環(huán)長(zhǎng)度來(lái)改變系統(tǒng)靈敏度的設(shè)想。分布式光纖干涉測(cè)量技術(shù)是基于相位調(diào)制原理的，因此在相位調(diào)制原理的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了適用于本系統(tǒng)的靈敏度公式。將靈敏度與延遲環(huán)長(zhǎng)度相結(jié)合，推導(dǎo)了兩

4、者之間的關(guān)系公式。
　　在前述理論的基礎(chǔ)上，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，選定四種不同長(zhǎng)度級(jí)別的延遲環(huán)，針對(duì)四類不同的擾動(dòng)情況，在白天與夜晚兩種環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。使用六種不同的方法對(duì)采集到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從中選擇分別適用于四類不同擾動(dòng)的方法并以其數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)針對(duì)該類入侵?jǐn)_動(dòng)的監(jiān)測(cè)報(bào)警依據(jù)。針對(duì)不同長(zhǎng)度的延遲環(huán)，根據(jù)適用于不同擾動(dòng)的方法采集得到的數(shù)據(jù)劃定系統(tǒng)報(bào)警的閾值浮動(dòng)范圍。對(duì)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，證明了改變延遲環(huán)長(zhǎng)度確實(shí)可以改變系統(tǒng)靈