基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113776643A(43)申请公布日2021.12.10(21)申请号202111118053.X(22)申请日2021.09.24(71)申请人中国电子科技集团公司第三十四研究所地址541004广西壮族自治区桂林市七星区六合路98号申请人中国科学院国家授时中心(72)发明人岳耀笠高帅和欧阳竑眭明农定鹏唐超(74)专利代理机构桂林市华杰专利商标事务所有限责任公司45112代理人陆梦云(51)Int.Cl.G01H9/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备(57)摘要本发明公开了一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备，其特征在于，包括依次连接的窄线宽激光器、基于3×3光纤耦合器的迈克尔逊光纤干涉仪、第一波分复用器WDM‑1、第二波分复用器WDM‑2、缠绕光纤的压电陶瓷PZT和设有第一光电探测器PD1及第二光电探测器PD2解调电路板。这种装置采用光纤干涉仪检测和解调传感光缆上的入侵行为振动信号并采用PZT模拟输出该振动信号，能实现分布式光纤振动传感器模式识别训练更好的数据源覆盖性。CN113776643ACN113776643A权利要求书1/2页1.一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备，其特征在于，包括依次连接的窄线宽激光器、基于3×3光纤耦合器的迈克尔逊光纤干涉仪、第一波分复用器WDM‑1、第二波分复用器WDM‑2、缠绕光纤的压电陶瓷PZT和设有第一光电探测器PD1及第二光电探测器PD2的解调电路板，其中，3×3光纤耦合器的4端口连接第一波分复用器WDM‑1的透射端口，第一波分复用器WDM‑1的反射端与第一光接口X1连接，第一波分复用器WDM‑1的公共端与第二光接口X2连接，第二光接口X2通过外置传感光缆或光纤跳线连接第三光接口X3，第三光接口X3与缠绕光纤的压电陶瓷PZT的光输入端连接，缠绕光纤的压电陶瓷PZT的光输出端与第二波分复用器WDM‑2的公共端连接，第二波分复用器WDM‑2的反射端连接第四光接口X4，第二波分复用器WDM‑2的透射端连接第一法拉第磁旋转反射镜FRM‑1将窄线宽激光原路反射回3×3光纤耦合器作为探测光信号，由3×3光纤耦合器6端口输出、进入与3×3光纤耦合器6端口连接的第二法拉第磁旋转反射镜FRM‑2并被反射回3×3光纤耦合器的窄线宽激光作为参考光信号，3×3光纤耦合器的2端口、3端口分别连接解调板上的第一光电探测器PD1、第二光电探测器PD2，解调板输出端与缠绕光纤的压电陶瓷PZT连接，经解调板输出电压控制信号进入缠绕光纤的压电陶瓷PZT。2.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备，其特征在于，所述窄线宽激光器的工作波长与第一光接口X1或第四光接口X4外接的光纤振动传感器内置激光器的工作波长至少相差0.8nm、频率间隔在100GHz以上。3.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备，其特征在于，所述第一波分复用器WDM‑1和第二波分复用器WDM‑2均设有公共端、透射端、反射端三个光纤端口，其中第一波分复用器WDM‑1和第二波分复用器WDM‑2的透射端的工作带宽覆盖窄线宽激光器的工作波长、反射端的工作带宽覆盖分别通过第一光接口X1、第四光接口X4外接分布式光纤振动传感器的工作波长；或第一波分复用器WDM‑1和第二波分复用器WDM‑2的反射端的工作带宽覆盖窄线宽激光器的工作波长、透射端的工作带宽覆盖分别通过第一光接口X1、第四光接口X4外接分布式光纤振动传感器的工作波长，此时3×3光纤耦合器的4端口连接第一波分复用器WDM‑1的反射端口，第一波分复用器WDM‑1的透射端与第一光接口X1连接，第二波分复用器WDM‑2的透射端连接第四光接口X4，第二波分复用器WDM‑2的反射端与第一法拉第磁旋转反射镜FRM‑1连接。4.根据权利要求1所述的基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备，其特征在于，所述3×3光纤耦合器的两侧端分别设有1、2、3端口和4、5、6端口，其中，1、2、3端口可互换且都位于3×3光纤耦合器的同一侧，4、5、6端口也可互换且都位于3×3光纤耦合器的另一侧。5.根据权利要求1‑4任意一项所述基于迈克尔逊干涉仪的光纤围栏入侵信号模拟设备的使用方法，其特征在于，所述设备有两个工作模式，分别为入侵信号复制模式和入侵信号模拟输出模式，其中，入侵信号复制工作模式的工作过程为：第一步：将待测传感光缆两端分别接入第二光接口X2和第三光接口X3，设备设置为入侵信号复制工作模式；第二步：人为复现传感光缆的入侵行为，采用攀爬光纤围栏/围墙、踩踏光缆入侵防护区域、在待测埋地光缆附近进行机