全光纤多功能研发平台.docx

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时间：2021年x月x日
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全光纤多功能研发平台
在科学技术飞速发展的信息时代，光电技术、信息技术（IT）和集成电路技术（IC）在各个领域不断产生新的运用。其中，光纤技术在通信和传感领域的广泛运用，曾经体现出依托“电”进行信息提取和传输的方式所没法比拟的优势。光纤通信和光纤传感技术作为新的激光运用技术，曾经成为工程运用和研讨热点。由于光纤技术发展迅速，能够作为研讨开发平台的仪器很少，普通一套设备只能完成一个功能。测试用设备不能作为功能设备使用，功能性设备不具备测试用条件。为了改变光纤技术研讨中存在的设备单一状态，研讨开发了“全光纤多功能研讨开发平台”。
该仪器在2005年10月18日进行了教育部掌管的专家鉴定会，预会专家分歧通，鉴定结论：该仪器属于国际先进水平。

优势
1、先进的平台构建方式
主机共享，人机互动。
强大的硬件平台和数据处理分析平台。
2、全新的研讨内容
目前提供的研讨内容都来自最新的专利和文章，包含的知识和技术属于新的科研成果，这使全部平台的学术水平属于国际先进水平。
3、研讨开发平台也是工程运用平台
全光纤多功能研讨开发平台实现了多项工程测试运用，目前能够完成的运用功能包括：
光纤分布传感技术
振动速度、加速度和位移
振动信号频谱分析
光纤等效折射率
光波在光纤中的传播速度
水中声波传播特性
光纤弹光效应
光波相位调制、解调
光纤长度测量
全光语音信号录入
全光通信
4、平台提供二次开发功能
平台对多种光纤传感技术的开发提供基础性功能，在此基础上通过信号分析和硬件完善，实验标定，能够完成工业用设备实现的功能。

运用开发简例
【一】全光纤矿道（坑道）事故人员紧急救援零碎
【二】机场、化学物品区、弹药区、油库用光纤安防零碎
【三】光纤通信线路安防监控零碎
【四】高档住宅区、机密材料室、金库用光纤周界安防零碎

【一】全光纤矿道（遂道）事故人员紧急救援零碎
基本情况
本零碎着眼于解决矿道、隧道由于瓦斯爆炸、火灾、水灾或其他地质灾祸导致局部垮塌，构成人员被困时，被困人员的搜索定位及其与外界紧急通信的问题。
零碎所用技术为国际领先的基于光纤弹光效应和白光干涉技术的分布式光纤传感技术，和光纤通讯技术。
技术方案为在矿道（遂道）内预埋加强光缆，并利用了光纤弹光效应，即光纤折射率对光纤所受应力、应变十分敏感，并呈线性关系的特性，同时利用白光干涉技术，对各种微弱振动引发的，光缆任意位置折射率改变后产生的微小光程差进行检测。这样，首先，可以搜索出被困人员的轻微动作，判断幸存人员存在，第二，基于采用的独特的光路设计和专用软件，可对被困地点进行精确定位，便于实施后续救援行动，第三，可实现受困人员语音的单向传递。
零碎采用的光缆可按照矿道（遂道）具体的复杂外形进行灵活布设，光缆本身属于无源零碎，且无需供电设备，并且抗辐射，耐酸碱，适合于各种隧道（坑道）的恶劣运用环境。

传统技术
目前，国内外采用的技术设备有以下几种：
1利用光反射进行生命探测的，即所谓的“蛇眼”探测仪。学名叫“光先生命探测仪”。
2热红外生命探测仪。
3声波振动生命探测仪。
以上3种搜索仪器都是国际上比较先进的，带有搜索功能的设备，但他们在恶劣环境里运用都有所局限，最大的问题是，搜索距离短，并且不具备与被困人员的通讯功能。
4基于射频IP技术的定位零碎。这是目前国际国内曾经采用的，绝对成熟的矿道（遂道）无人员管理/定位零碎。其基本原理是，在井、道中必然间隔距离（150-200米）设置感应电路作为自动讯问接收站，人员均佩戴唯一标识的射频IP电子识别卡。这样，只需基站附近有电子识别卡（即人员），基站即可感知并能将信息（人员标识、数量等）发送到外部控制中心。
该设备存在的不足是：1、全部零碎基于无线数据传输技术，易受电磁干扰；2、零碎用电的环节过多，存在安全隐患；3、不具备紧急通讯功能。

全光纤矿道（遂道）事故人员紧急救援零碎
分布式光纤传感技术，即将全部长度范围内的光纤均用作传感器，探测在光纤敷设范围内任意点的特定信息，而不是仅局限于光纤上的某一点或是只是用光纤联结局部测试用传感器。目前，这项技术已成为光纤传感技术中最具前途的技术之一。
实现功能包括：
1能够探测极宽频率范围内的各种震动信号，从而及时搜索人员生命迹象；
2能够根据探测到的振动信号，对振动源（即受困人员位置）进行定位；
3能够实时回放光缆附近人员说话的语音。

具体实施方法是，在隧道（坑道）施工中即铺设加强光缆。光缆即作为声音（振动）传感器，同时，也作为通讯传输介质。一旦发生不测，导致人员被困，