提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器及监测方法技术

本发明专利技术公开了一种提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器及监测方法；提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器，包括底板、光纤和盖板；其特征在于：所述底板设置有支撑座和若干个定位孔，所述定位孔分布在支撑座的外侧；所述支撑座上放置有应变片，所述应变片上设置有光纤安装槽，光纤放置在所述光纤安装槽内；所述盖板的下端面设置有橡胶垫、橡胶柱和若干个固定杆，所述盖板放置在应变片上，所述橡胶垫位于应变片的上方并与光纤和应变片相接触，固定杆插入安装孔内，所述橡胶柱的下端面与底板的上端面相接触；本发明专利技术可广泛适用于旅游、学校等场合。

Fiber optic sensors and monitoring methods for perimeter security intrusion monitoring to improve tourism security

【技术实现步骤摘要】
提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器及监测方法
本专利技术涉及光纤传感器，特别是涉及一种提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器及监测方法。
技术介绍
随着大众旅游的普及，旅游者的安全事故日益增多，旅游安全的本质含义包含：预知、预测、分析危险，限制、控制、消除危险。旅游安全事故周界安防在线监测系统的应用，是旅游安全预知与预测必备技术手段，同时也是旅游安全救援的前提和技术保障，是保障旅游者安全的重要技术支撑。在光纤周界入侵监测技术中，基于相位敏感光时域反射仪(PhaseSensitiveOpticalTimeDomainReflectometry,Φ-OTDR)相比于OTDR(OpticalTimeDomainReflectometry，OTDR)技术、布里渊散射B-OTDR技术、拉曼散射R-OTDR技术和偏振光时域反射计P-OTDR技术，具有分布式定位、高灵敏度、监测范围广、可隐蔽、不受地形地形貌限制等优势，成为大范围分布式周界安防监测技术的最佳选择之一。虽然Φ-OTDR具有上述诸多优点，但是目前关于Φ-OTDR技术，研究者们主要围绕监测系统软硬件开展研究工作，关于Φ-OTDR传感系统中传感器对监测准确度的影响相关研究工作还十分缺乏。同时，当前光纤传感系统对侵入者的位置定位及重量监测的准确度仍较低。因此，在现有的Φ-OTDR技术基础之上，设计一种可用于提高Φ-OTDR基于相位敏感光时域反射仪监测准确度的光纤传感器十分必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器及监测方法。为了解决上述技术问题，本专利技术的第一个技术方案是：一种提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器，包括底板、光纤和盖板；其特征在于：所述底板设置有支撑座和若干个定位孔，所述定位孔分布在支撑座的外侧；所述支撑座上放置有应变片，所述应变片上设置有光纤安装槽，光纤放置在所述光纤安装槽内；所述盖板的下端面设置有橡胶垫、橡胶柱和若干个固定杆，所述盖板放置在应变片上，所述橡胶垫位于应变片的上方并与光纤和应变片相接触，固定杆插入安装孔内，所述橡胶柱的下端面与底板的上端面相接触。本专利技术所述支撑座的作用是用于固定应变片，应变片的作用是起保护光纤，避免侵入者侵入时对光纤施加的局部应力致光纤被折断。橡胶柱起支撑作用；橡胶垫起变形和缓冲作用，固定杆用于防止盖板和底板之间错位，避免损坏光纤和对测量过程带来扰动信号。本专利技术利用侵入者踏入盖板时导致应变片和光纤发生弯曲，光纤弯曲处的折射率将会发生变化，进而引起光纤内部对应位置的光相位的变化，光纤内部光相位的变化将引起后向瑞利散射干涉信号的振幅变化，光纤传感器将信号发送给Φ-OTDR基于相位敏感光时域反射仪，从而基于相位敏感光时域反射仪监测到侵入者所在的位置光强的变化，实现对侵入者入侵位置点监测和侵入者重量信息的监测。本专利技术能显著增强侵入者对光纤的扰动，即增强光纤内部光相位扰动，从而提高Φ-OTDR基于相位敏感光时域反射仪对侵入者位置监测的准确度和重量信息监测的监测下限。根据本专利技术所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器的优选方案，所述橡胶柱设置有四个，四个橡胶柱均匀分布在橡胶垫的外侧。根据本专利技术所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器的优选方案，所述支撑座为“工”字型，支撑座通过螺纹固定在底板的中心位置。根据本专利技术所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器的优选方案，所述橡胶垫和橡胶柱由相同橡胶材料制成。根据本专利技术所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器的优选方案，底板、支撑座、应变片和盖板均采用金属材料制成。本专利技术的第二个技术方案是利用本专利技术所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器进行安防监测的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：将提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器安装在需要进行安防监测的区域，比如悬崖等禁止入内的危险区域，并将周界安防入侵监测光纤传感器与基于相位敏感光时域反射仪Φ-OTDR电连接，基于相位敏感光时域反射仪与报警系统连接；当侵入者踏入盖板时，应变片和光纤发生弯曲，光纤弯曲处的折射率发生变化，进而光纤内部光相位发生变化，光纤内部光相位的变化引起瑞利散射干涉信号的振幅变化，周界安防入侵监测光纤传感器将信号发送给基于相位敏感光时域反射仪，基于相位敏感光时域反射仪根据监测到的侵入者所在的位置光强的变化，获得侵入者所在的位置，并将信号传输到报警系统，报警系统提醒侵入者离开。优选的，基于相位敏感光时域反射仪根据监测到的侵入者所在位置的瑞利散射干涉信号的振幅变化，判断侵入者的重量范围。本专利技术所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器及监测方法的有益效果是：本专利技术利用侵入者踏入盖板时导致应变片和光纤发生弯曲，周界安防入侵监测光纤传感器将瑞利散射干涉信号的振幅变化信号发送给基于相位敏感光时域反射仪，实现对侵入者入侵位置点监测和侵入者重量信息的监测，并通过报警系统提醒侵入者离开；本专利技术结构简单，监测灵敏度、准确度以及分辨率都高；本专利技术可广泛应用在旅游、学校等领域。附图说明图1是本专利技术所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器的底板结构示意图。图2是本专利技术所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器的盖板的结构示意图。图3是本专利技术所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器进行安防监测的连接示意图。图4是本专利技术所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器进行安防监测的方法原理示意图。附图中：1—底板；2—定位孔；3—支撑座；4—螺纹；5—应变片；6—光纤；7—盖板；8—橡胶柱；9—橡胶垫；10—固定杆；11—入侵者；21—周界安防入侵监测光纤传感器；22—基于相位敏感光时域反射仪；23—报警系统。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。参见图1至图2，提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器，包括底板1、光纤6和盖板7；所述底板1设置有支撑座3和若干个定位孔2，所述定位孔分布在支撑座3的外侧；所述支撑座3上放置有应变片5，所述应变片5上设置有光纤安装槽，光纤6固定在所述光纤安装槽内，光纤6的上表面与应变片5的上表明齐平；所述盖板7的下端面设置有橡胶垫9、橡胶柱8和若干个固定杆10，所述盖板7放置在应变片5上，所述橡胶垫9位于应变片5的上方并与光纤6和应变片5相接触，固定杆10插入安装孔2内，所述橡胶柱8的下端面与底板1的上端面相接触。固定杆10与定位孔2的数量相同。在具体实施例中，所述橡胶柱8设置有四个，四个橡胶柱8均匀分布在橡胶垫9的外侧。固定杆10与定位孔2均分别设置有4个。所述支撑座3为“工”字型，包括下板、上板和支撑体，支撑座3的下板通过螺纹4固定在底板1的中心位置，上板用于放置应变片5。所述橡胶垫9和橡胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器，包括底板(1)、光纤(6)和盖板(7)；其特征在于：所述底板(1)设置有支撑座(3)和若干个定位孔(2)，所述定位孔分布在支撑座(3)的外侧；所述支撑座(3)上放置有应变片(5)，所述应变片(5)上设置有光纤安装槽，光纤(6)放置在所述光纤安装槽内；所述盖板(7)的下端面设置有橡胶垫(9)、橡胶柱(8)和若干个固定杆(10)，所述盖板(7)放置在应变片(5)上，所述橡胶垫(9)位于应变片(5)的上方并与光纤(6)和应变片(5)相接触，固定杆(10)插入安装孔(2)内，所述橡胶柱(8)的下端面与底板(1)的上端面相接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器，包括底板(1)、光纤(6)和盖板(7)；其特征在于：所述底板(1)设置有支撑座(3)和若干个定位孔(2)，所述定位孔分布在支撑座(3)的外侧；所述支撑座(3)上放置有应变片(5)，所述应变片(5)上设置有光纤安装槽，光纤(6)放置在所述光纤安装槽内；所述盖板(7)的下端面设置有橡胶垫(9)、橡胶柱(8)和若干个固定杆(10)，所述盖板(7)放置在应变片(5)上，所述橡胶垫(9)位于应变片(5)的上方并与光纤(6)和应变片(5)相接触，固定杆(10)插入安装孔(2)内，所述橡胶柱(8)的下端面与底板(1)的上端面相接触。


2.根据权利要求1所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器，其特征在于：所述橡胶柱(8)设置有四个，四个橡胶柱(8)均匀分布在橡胶垫(9)的外侧。


3.根据权利要求1所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器，其特征在于：所述支撑座(3)为“工”字型，支撑座(3)通过螺纹(4)固定在底板(1)的中心位置。


4.根据权利要求3所述的提高旅游安全的周界安防入侵监测光纤传感器，其特征在于：所述橡胶垫(9)和橡胶柱(8)由相同橡胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵雅，张书鸣，龙洁，王博思，
申请(专利权)人：重庆第二师范学院，
类型：发明
国别省市：重庆;50