监狱防越狱监测报警系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种监狱防越狱监测报警系统，包括：依次连接的分布式光纤传感器、测试单元、数据处理单元和报警单元；分布式光纤传感器埋设于监狱围墙墙根的路面底部，通过传输光纤连接测试单元，测试单元、数据处理单元与报警单元之间分别为电性连接；数据处理单元包括依次连接的信号接收器、光/电信号转换器、逻辑电路和信号输出器，信号接收器连接测试单元，信号输出器连接报警单元；分布式光纤传感器包括光纤芯，光纤芯绕成螺旋管结构，螺旋管结构的半径略大于或者略小于光纤芯的临界弯曲半径。本实用新型专利技术能够实时监测该段路面的受重情况，从而实时监测监狱内是否有人频繁靠近围墙边缘或者其它准备越狱的情况；另外分布式光纤传感器的光纤芯采用螺旋管结构，同样长度的光纤芯，可以做成探测距离更短的传感器，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及检测
，尤其涉及一种监狱防越狱监测报警系统。
技术介绍
目前，监狱中大部分采用摄像头进行录像监控，由人员来对录像画面进行识别及 监管，此种方法费时费力；此外，光纤的应用方面，现有技术大多采用光纤微弯结构，微弯 通过相应的成对模具形成，加工制造困难，光纤敷设在微弯模具之间，模具上压力变化，微 弯模具的间距变化，引起通过光纤的光强损耗变化，通过测量光强度、或光损耗实现压力测 量，并且光纤在模具内几乎是直线敷设，判断受力点是利用光纤中的光速判断的，判断受力 点的分辨率低。
技术实现思路
本技术提供了一种监狱防越狱监测报警系统，以解决上述技术问题。 为了达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种监狱防越狱监测 报警系统，包括：依次连接的分布式光纤传感器、测试单元、数据处理单元和报警单元；分 布式光纤传感器埋设于监狱围墙墙根的路面底部；分布式光纤传感器通过传输光纤连接测 试单元，测试单元、数据处理单元与报警单元之间分别为电性连接；分布式光纤传感器包括 光纤芯，光纤芯绕成螺旋管结构。 上述技术特征中，测试单元包括光时域反射计。 上述技术特征中，数据处理单元包括依次连接的信号接收器、光/电信号转换器、 逻辑电路和信号输出器；信号接收器连接测试单元，信号输出器连接报警单元。 上述技术特征中，螺旋管结构的半径略大于、等于或者略小于光纤芯的临界弯曲 半径。 上述技术特征中，光纤芯外包裹有弹性塑料包层。 上述技术特征中，螺旋管结构外套设有硅胶保护套。 与现有技术相比，本技术的优点在于：分布式光纤传感器布设在监狱墙根的 路面底部，当分布式光纤传感器受到外力作用后，螺旋管结构会发生变形直接造成光纤芯 弯曲损耗，测试单元的光时域反射计打入一连串的脉冲进入光纤芯来检验背向散射电平， 反射回来的光讯号强度会被量测到，并且测量的光讯号是时间的函数，因此可以将该函数 换算成光纤芯的长度，对比分析受力前后的信号就可以准确测量出分布式光纤传感器任意 位置所受到外力的大小，能够实时监测该段路面的受重情况和监狱犯人的越狱动向，从而 实时监测监狱内是否有人频繁靠近围墙边缘或者其它准备越狱的情况，当分布式光纤传感 器受力频繁时，数据处理单元的逻辑电路会做出一个判断，使信号输出器向报警单元发出 电信号，从而报警单元发出报警信号；另外分布式光纤传感器具有分布式特点和信号的传 输不受环境因素影响的优点；分布式光纤传感器的光纤芯采用螺旋管结构，同样长度的光 纤，可以做成探测距离更短的传感器，在不提高电子仪器分辨率的前提下，提高了测量距离 的分辨率，成本低廉；将螺线管半径设计在光纤的临界半径附近，使传感器光纤均处于临界 半径状态，从而获得很高的光损耗灵敏度；光时域反射计（OTDR)打入一连串的脉冲进入光 纤芯来检验背向散射电平，反射回来的光讯号强度会被量测到，并且测量的光讯号是时间 的函数，因此可以将该函数换算成光纤的长度，对比分析受力前后的信号就可以准确测量 出分布式光纤传感器任意位置所受到外力的大小；数据处理单元将测试单元传输过来的光 信号转换成电信号，通过分析计算，在需要发出报警时向报警单元发出电信号，报警单元发 出报警，警示工作人员。【附图说明】 为了更清楚地说明本技术【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性 劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本技术实施例的结构示意图； 图2为本技术实施例分布式光纤传感器的结构示意图。【具体实施方式】 的附图标号： 1-分布式光纤传感器；11-光纤芯；12-弹性塑料包层； 13-硅胶保护套；2-测试单元；21-光时域反射计； 3-数据处理单元；31-信号接收器；32-光/电信息转换器； 33-逻辑电路；34-信号输出器；4-报警单元；5-传输光纤。【具体实施方式】 以下将结合附图对本技术各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然， 所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新 型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实 施例，都属于本技术所保护的范围。 如图1所示，本技术涉及一种监狱防越狱监测报警系统，包括：依次连接的分 布式光纤传感器1、测试单元2、数据处理单元3和报警单元4 ;分布式光纤传感器1埋设于 监狱围墙墙根的路面底部，能够实时监测该段路面的受重情况和监狱犯人的越狱动向，从 而实时监测监狱内是否有人频繁靠近围墙边缘或者其准备越狱的情况，另外分布式光纤传 感器1具有分布式特点和信号的传输不受环境因素影响的优点；分布式光纤传感器1通过 传输光纤5连接测试单元2,测试单元2、数据处理单元3与报警单元4之间为电性连接；测 试单元2包括光时域反射计21 ;数据处理单元3包括依次连接的信号接收器31、光/电信 号转换器32、逻辑电路33和信号输出器34,信号接收器31连接测试单元2,信号输出器34 连接警报器。 如图2所不，分布式光纤传感器1包括光纤芯11，光纤芯11绕成螺旋管结构，同样 长度的光纤芯11，可以做成探测距离更短的分布式光纤传感器1 ;光时域反射计21 (0TDR) 将光脉冲送入光纤芯11，由于光纤芯11的特性、弯曲、接头等造成光的反射、散射，形成后 向散射光，光时域反射计21利用瑞利散射的后向散射光光功率和时间，获取光纤芯11沿途 的损耗情况。光时域反射计21测量发出光脉冲与接收后向散射光的功率和时间差，利用 折射率η值将这一时域信息转换成距离： 其中：S--距离，c--光速，t--返回时间，η--光纤芯11折射率。 10nS大约相当于lm，采用提高时间分辨率的方法，成本昂贵，采用螺旋管结构的 方式，可以有效提高距离的分辨率，成本低廉；弯曲损耗是光纤芯11的另一特性，当曲率半 径较大时，曲率半径变化引起的弯曲损耗变化较小，而当曲率半径较小时，曲率半径变化引 起的弯曲损耗变化很大，本技术的螺旋管结构的半径略大于、等于或者略小于光纤芯 11的临界弯曲半径，将螺旋管结构半径设计在光纤芯11的临界半径附近，使分布式光纤传 感器1的光纤芯11均处于临界半径状态，从而获得很高的光损耗灵敏度，在不提高电子仪 器分辨率的前提下，提高了测量距离的分辨率，成本低廉；光纤芯11外包裹有弹性塑料包 层12,即光纤芯11构成螺旋管结构，弹性塑料包层12也构成螺旋管结构，其中弹性塑料包 层12可以采用PU或PVC塑料；螺旋管结构外套设有硅胶保护套13,以避免分布式光纤传 感器1受到损伤。 本技术的工作原理是：分布式光纤传感器1布设在监狱墙根的路面底部，当 分布式光纤传感器1受到外力作用后，螺旋管结构受会发生变形直接造成光纤芯11弯曲损 耗，测试单元2的光时域反射计21打入一连串的脉冲进入光纤芯11来检验背向散射电平， 反射回来的光讯号强度会被量测到，并且测量的光讯号是时间的函数，因此可以将该函数 换算成光纤芯11的长度，对比分析受力前后的信号就可以准确测量出分布式光纤传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监狱防越狱监测报警系统，其特征在于，包括：依次连接的分布式光纤传感器、测试单元、数据处理单元和报警单元；所述分布式光纤传感器埋设于监狱围墙墙根的路面底部；所述分布式光纤传感器通过传输光纤连接所述测试单元，所述测试单元、所述数据处理单元与所述报警单元之间分别为电性连接；所述数据处理单元包括依次连接的信号接收器、光/电信号转换器、逻辑电路和信号输出器，所述信号接收器连接所述测试单元，所述信号输出器连接所述报警单元；所述分布式光纤传感器包括光纤芯，所述光纤芯绕成螺旋管结构，所述螺旋管结构的半径略大于或者略小于所述光纤芯的临界弯曲半径。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆隽，朱雪妍，
申请(专利权)人：数金子承德网络科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13