【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分布式光纤传感，具体涉及一种古建筑多通道火灾及安防光纤监测装置。
技术介绍
1、古建筑所面临的威胁主要源于自然环境、社会环境的污染和破坏、火灾。古建筑最初的保护手段以人工测量为主，通过纸质文档对古建筑信息进行文字记录，这种记录方式存在数据不准确、占据空间大、文件容易丢失、查阅烦琐等问题，需要耗费大量的人力物力。
2、现有的电磁类监控设备可以通过照片和录像的形式对古建筑信息进行记录，但监控系统无法长时间大范围进行实时看管监护，且因其本身特性，在极端天气下或电线受损等情况下，容易引起火灾等毁灭性破坏。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有技术中存在的上述至少一个技术问题，提供了一种古建筑多通道火灾及安防光纤监测装置。
2、本专利技术采用如下的技术方案实现：一种古建筑多通道火灾及安防光纤监测装置，包括窄线宽激光器、光纤耦合器、温度/扰动监测模块、传感光纤和光隔离器；窄线宽激光器发出的中心波长为第二波长的连续窄线宽激光经光纤耦合器i分为一路探测光和n路本地光，探测光经调制、放大、滤波后通过光纤耦合器ii分为n路探测光并对应输入至n个温度/扰动监测模块中，每个温度/扰动监测模块对应连接一个布设在古建筑周围的传感光纤，温度/扰动监测模块输出的探测光经传感光纤输入至光隔离器中，随后从传感光纤中返回的携带有古建筑周围温度、扰动信息的后向散射信号输入至温度/扰动监测模块中，温度/扰动监测模块将后向散射光分为两种不同的波段并传输至其中的数据采集卡中，基于拉曼光
3、优选地，温度/扰动监测模块包括数据采集卡、环形器、光纤耦合器iii、光纤耦合器iv、光纤耦合器v、光纤耦合器vi、雪崩光电探测器、偏振控制器、偏振合束器、平衡光电探测器和电滤波器；
4、经光纤耦合器ii分路后的探测光输入至温度/扰动监测模块的a端并进入环形器的a端后，经环形器的b端、温度/扰动监测模块的b端进入传感光纤、光隔离器，从传感光纤中返回的携带有古建筑周围温度、扰动信息的后向散射信号经温度/扰动监测模块的b端、环形器的b端从环形器的c端输出至光纤耦合器iii的a端，光纤耦合器iii将输入的后向散射信号平均分为两部分，并分别从其b、c端输出，从光纤耦合器iii的b端输出的后向散射信号经光滤波器i、光纤放大器i处理后输入第一波长的后向散射光信号至雪崩光电探测器的a端；从光纤耦合器iii的c端输出的后向散射信号经光滤波器ii、光纤放大器ii处理后输入第二波长的后向散射光信号至光纤耦合器iv的a端，光纤耦合器iv将输入的后向散射信号平均分为两部分并分别从其b、c端输出，其中从光纤耦合器iv的b端输出的第二波长的后向散射信号输入至雪崩光电探测器的b端，雪崩光电探测器将输入的光信号转化为电信号并从c、d端输出至数据采集卡的b、c端，基于拉曼光时域温度监测技术来获取光纤周围温度信息，进而实现对古建筑火灾监测的目的；
5、从光纤耦合器iv的c端输出的第二波长的后向散射信号输入至光纤耦合器v的a端，光纤耦合器v将输入的后向散射信号平均分为两部分并分别从其b、c端输出经偏振控制器汇聚至偏振合束器中，再从偏振合束器的c端输入至光纤耦合器vi的a端，同时经光纤耦合器i分出的本地光经温度/扰动监测模块的c端输入至光纤耦合器vi的b端，输入光纤耦合器vi的两束光信号在其中进行拍频产生拍频信号光并分为相同的两部分，分别从光纤耦合器vi的c、d端输入平衡光电探测器的a、b端，平衡光电探测器将输入的光信号转化为电信号，经过电滤波器滤波后输入数据采集卡的a端，基于相干探测扰动监测技术获取光纤周围扰动信息，进而实现对古建筑安防监测的目的。
6、优选地，第一波长为1450nm，第二波长为1550nm。
7、优选地，n为4，经光纤耦合器i分出的探测光和4路本地光占总的比例分别为80％、5％、5％、5％、5％；经光纤耦合器ii分出的4路探测光的比例为25％、25％、25％、25％。
8、优选地，光纤耦合器i的b端输出的探测光经声光调制器、光纤放大器iii、光滤波器iii输入至光纤耦合器ii的a端；声光调制器的c端连接有信号发生器，声光调制器在信号发生器的驱动下将连续的探测光调制为脉冲光，并产生200mhz的频移，调制后的探测脉冲光从声光调制器的b端输出经光纤放大器iii、光滤波器iii放大、滤波后保留中心波长为1550nm的有效探测光。
9、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
10、本专利技术基于光纤传感技术实现对古建筑火灾及安防的多通道同时分布式传感监测。构建基于光纤耦合的分布式光纤传感系统结构，将探测脉冲光分为四路，实现对四路传感光纤的同时分布式传感。设计种温度/扰动监测模块，将每路传感光纤中的后向散射信号分成包含1450nm、1550nm两束不同波长的光信号，从而将相干探测扰动监测技术与拉曼光时域温度监测技术结合，实现基于分布式光纤传感技术的古建筑四通道火灾及安防监测。
11、本专利技术使用1550nm波长后向散射光信号替代传统拉曼光时域温度监测技术中的1660nm波长后向散射光信号作为参考信号进行温度解调，具有稳定性好、灵敏度高等优势，能够提高系统的测温精度。传感器无源便于铺设，能够避免传统电磁类监测技术所面临的成本高、极端天气易引发火灾等局限。
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1.一种古建筑多通道火灾及安防光纤监测装置，其特征在于：包括窄线宽激光器(1)、光纤耦合器、温度/扰动监测模块、传感光纤(4)和光隔离器(5)；
2.根据权利要求1所述的一种古建筑多通道火灾及安防光纤监测装置，其特征在于：温度/扰动监测模块包括数据采集卡(301)、环形器(302)、光纤耦合器III(303)、光纤耦合器IV(304)、光纤耦合器V(305)、光纤耦合器VI(306)、雪崩光电探测器(307)、偏振控制器(308)、偏振合束器(309)、平衡光电探测器(310)和电滤波器(311)；
3.根据权利要求2所述的一种古建筑多通道火灾及安防光纤监测装置，其特征在于：第一波长为1450nm，第二波长为1550nm。
4.根据权利要求3所述的一种古建筑多通道火灾及安防光纤监测装置，其特征在于：N为4，经光纤耦合器I(201)分出的探测光和4路本地光占总的比例分别为80％、5％、5％、5％、5％；经光纤耦合器II(202)分出的4路探测光的比例为25％、25％、25％、25％。
5.根据权利要求4所述的一种古建筑多通道火灾及安防
...【技术特征摘要】
1.一种古建筑多通道火灾及安防光纤监测装置，其特征在于：包括窄线宽激光器(1)、光纤耦合器、温度/扰动监测模块、传感光纤(4)和光隔离器(5)；
2.根据权利要求1所述的一种古建筑多通道火灾及安防光纤监测装置，其特征在于：温度/扰动监测模块包括数据采集卡(301)、环形器(302)、光纤耦合器iii(303)、光纤耦合器iv(304)、光纤耦合器v(305)、光纤耦合器vi(306)、雪崩光电探测器(307)、偏振控制器(308)、偏振合束器(309)、平衡光电探测器(310)和电滤波器(311)；
3.根据权利要求2所述的一种古建筑多通道火灾及安防光纤监测装置，其特征在于：第一波长为1450nm，第二波长为1550nm。
4.根据权利要求3所述的一种古建筑多通道火灾及安防光纤监...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘昕，白卫东，路易，高妍，靳宝全，王宇，张红娟，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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