振动光纤原理

周界报警_____振动光纤、泄漏电缆三安古德周界报警在目前安防产业每年近3000亿的大盘子中，安防设备约占40.48%，安防工程约占54.26%，.而安防设备当中又以视频监控和门禁识别为主，入侵探测报警产品仅以64亿占据2.4%的份额,其中周界类产品更是很少。从市场份额看，入侵探测报警系统与安防系统中的绝对统治者视频监控系统完全不能相提并论，但是入侵探测报警系统却是安全防范系统中最为重要的环节。探测技术是安全防范报警的前端决定因素，在我们固有的观念中，入侵探测产品主要以目前已纳入CCC强制性认证的如下7类产品为主：1.室内用微波多普勒探测器；2.主动红外入侵探测器；3.室内用被动红外入侵探测器；4.微波和被动红外入侵探测器；5.振动入侵探测器；6.室内用被动式玻璃破碎入侵探测器；7.磁开关入侵探测器。除了主动红外探测器产品应用于室外周界探测外，其他均为室内应用产品。但是，在安全防范的重点领域，如金融场所、文博场馆、校园、油气管道、电力、通讯线缆及国防及重大项目等.对大区域、远距离周界防范的需求却是非常迫切的。随着大区域周界防范需求的不断提升，周界侵探测产品的应用将越来越广泛.周界防范产品必将成为安防行业的重要发展方向。振动电缆/光纤、泄漏电缆、脉冲电子围栏等。北京三安古德科技发展有限公司下面分别介绍：（1）振动光缆/光纤光的干涉效应是最灵敏的传感方式之一。利用光纤内部传输光的干涉效应实现对周围目标中各种振动的高灵敏探测，使得振动光缆技术成为大范围周界入侵探测的首选。通常依据环境需求，将光缆沿铁丝网、栅栏隐蔽布设，或者直接埋入草坪或砂石下，当有入侵人员攀爬、切割、翻越围栏，或者踩踏探测区域地面时。通过远程的监控终端分析信号即可发现入侵者，同时对入侵行为进行识别并定位。光缆本身是无源器件，造价低廉，无电磁辐射，亦不受电磁干扰，可以传输数十公里而不需要能源供应。因此该类技术同时适用于边境线、河滩、水下、易燃易爆等超长距离和常规电磁器件难以工作的特殊领域。（2）泄露电缆该技术利用泄漏感应电缆产生不可见的电磁场，需要发射电缆和接受电缆同时工作，在发射电缆的外层导体开槽,使得电场能量外泄。由另一根并行的接收电缆来探测泄漏出来的电场能量，当有入侵物体进入能量场后引起扰动后就可实现探测。感应电缆通常埋设在土壤、沙地、沥青、混凝土等介质内,形成一个统一的、隐蔽的、依地形而建的体积探测场。（3）脉冲电子围栏将一组水平平行拉紧的钢丝作为围栏，通过中间一根垂直拉紧的采集钢丝连接到压电传感器,水平拉紧的钢丝在正常状态下保持平衡,。当人侵人员拉动、翻越、切割任何探测线时,钢丝上受到外力的作用就会导致垂直拉紧的采集钢丝的产生位移的变化，从而探测到入侵人员并对入侵行为进行识别。脉冲电子围栏可以根据实际情况安装在周界的墙体上方,或者安装在立柱上直接作为周界使用。上述的周界入侵探测技术在近期发展迅速，在很多场合都有应用的实例。目前存在的问题集中在确保无漏报的前提下，如何尽可能的减少误报率。由于探测环境的复杂性，周围环境中小动物、风雨雷电、树木车辆等的影响难以避免。如果探测系统本身不对信号进行智能识别和复核而直接报警的话，这些不正确的报警将给值班人员带来巨大的工作量,使得操作人员产生抵触情绪，并且可能造成安全系统被忽略或被关闭的危险。因此该类技术最近几年的发展趋势主要体现在对探测信号的分析处理和智能化入侵模式识别上，通过高效的算法和学习方法，结合大型的数据库系统。将猫狗等小动物入侵、大风引起的晃动、周围大型车辆引起的振动、绿化树枝的触碰等各种环境干扰因素去除掉。同时尽可能的将入侵人员的踩踏、跳跃、触碰、拉拽、攀爬、剪切等多种行为进行区分，以提供给操作人员准确、详细的报警信息。一．技术发展周界入侵探测产品在我国已经过了20多年的发展，传统的周界安防产品主要以主动红外、微波墙和激光探测技术为主。该类技术采用的是典型的线控型探测，系统一般由发射端和接收端组成。发射端向探测端主动发射直线型单条或多条红外、近红外激光或微波等肉眼不可见信号，构成防范界限。当入侵者穿越两者之间阻挡信号，造成接收端无法有效接收时立即产生报警。该类产品在市场上出现得较早，造价也相对便宜，由于该类技术用于室外探测时，受环境气候和各种干扰因素的影响较大。近年来的发展趋势应致力于提高信号处理和软件算法智能判断的功能。例如接收器采用更宽范围的信号处理技术、多种计算模型的引入等，将外界的雨雪、温度起伏、杂散光、小动物等干扰因素降到最低。对于线控制型周界探测的产品来说，对于非直线形不规则区域就不易安装、探测有效范围受限制，即使采用多组合的方式，探测距离一般也不能超过1km。就大区域、远距离的应用需求而言，周界入侵探测报警系统应能将探测系统依附于围栏或者埋入地下隐蔽布设，当有入侵物体进入探测场内或触动围栏时进行报警并具有定位功能。典型的应用技术有振动光缆、纤二、市场浅析目前入侵探测报警产品仅占据安防产业2.4%的份额。那么，其中周界入侵探测报警系统的需求到底多少，它所能做的蛋糕是否仅仅只有这么小的一块呢？（3）通讯线缆安全预警：通讯主干线的安全监控的需求似乎就没有上述两个行业的迫切度高了，目前对于通讯光缆破坏已有了成熟完备的监控手段，能在破坏发生后第一时间准确确定事故发生位置。但，当前存在的一个安全隐患在于：先有的安全监控技术，都是亡羊补牢性质的事后报警技术，而对于重要的通讯骨干网络，急需的是未雨绸缪的预警技术！地埋通讯线路最常见的外部破坏是工程机械的伤害。城市建筑施工挖断线缆的事故时有发生，对于蛛网密布的城市通讯网络，某一处破坏，还可以通过路由方式保持通讯，但对于一些干线或是点对点的通讯，如果缺乏预警技术，则一旦发生损毁，即会产生恶劣影响。2013年七月，由于通信光缆遭受破坏造成微信服务大范围故障，已经揭示了这一点。美国棱镜门事件的揭露出西方国家对通讯光缆的窃听，才让我们意识到，原来基于光缆网络传递的生活信息如此的不被保护，时刻处于被监视的状态当中。其实早在80年代就有开剥一点光缆的外皮，对泄露的光进行信息窃取的手段。现有的一些防护手段也仅能解决光缆断掉以后能够及时发现报警，然而这些平时埋于地下或架于空中的光缆如何及时发现线路上的异常情况，安全监控却是一直没有解决的问题。近期该项已有相关的研发成果开始投2013.10专家ExpertView入试用，试运行效果良好。该类产品的出现是否会带来该行业需求的猛增，我们敬请期待。（4）国防及重大项目：这两项绝对是个敏感的字眼，这两块对周界入侵探测报警的市场贡献多大，在一般性有统计数据当中也看不出来。但入侵探测报警系统在这两块绝对是可以大有可为的。这两块往往具有防火防爆、防探测、抗干扰、要求环境适应性强等特殊要求。比如我国绵延2万多公里的陆上边界与1.8万公里的海上边界。这些地方不可能都靠一岗一哨，但又确实存在安全隐患。这些问题在新疆、西藏、云南等地，在世界恐怖势力猖獗、少数民族分裂分子等不安定的政治环境下，问题尤为突出。行业对于高端周界入侵探测报警系统的需求一直很强烈，但是由于行业的特殊敏感性，不适选用进口产品。因此，行业也一直在找寻各种更优的产品与解决方案。前段时间，国内某项重大项目工程的安防讨论会上，开场谈的第一项就是狗防，由此，我们不难看出行业的一点无奈。希望随着新产品、新技术的不断发展，入侵探测报警系统在这两块的应用能够取得新的突破。另外还有，机场、司法、公安、交通等行业对于入侵探测报警都保持着高增长的需求，也都在期待着性能优越产品的出现。近年，周界入侵探测报警市场年年以近30%远远高出安防整体市场的增长率增长，市场来了，蜂拥而至的厂家也来了。周界入侵探测报警系统也由最初的红外对射、高压电网发展到新技术不断、新产品不断，电子围档、张力铁丝、振动电缆、光纤传感、泄漏电缆、智能视频、微波、激光等等。振动光纤技术在天然气站场周界安防中的应用目前,应用在已建天然气管道站场周界的安防技术如激光对射、微波对射、振动电缆等均存在着误报率高、防爆区内安装复杂、阶梯段状围墙无法实现防范无死角等缺陷。为此,中国石油西气东输管道公司启动了振动光电缆周界入侵报警系统试点项目,选取不同地区的5座天然气站场进行了振动光纤技术测试。以西气东输试点项目为背景,对试验过程进行跟踪,对几种光纤传感技术的原理和优势进行了对比分析,并结合典型天然气站场围栏的形式,对振动光缆在各种形式围栏上的安装工艺进行了论述,做到布防无死角,防范无漏洞。试验数据表明:振动光纤技术比其他安防技术误报率低、安装便捷,适用于各种形式的围栏,可实现无死角的防范;前端无源设计更适应于天然气站场的防爆环境。结论认为,该技术较适合于天然气站场户外环境的周界设防,随着天然气管道站场“无人值守”理念的推行,振动光纤技术将在相关领域发挥重要作用。由于每座输油、气站场所处环境迥异,周界入侵报警系统在不同区域的站场所需要处理的事件不同,并且受站场所在地区地形、气候、安装等多方面因素的制约,对入侵报警技术水平的要求很高。目前在周界入侵报警领域内,脉冲电子围栏、振动光纤/振动光缆、泄漏电缆等传统技术占据市场主流。在部分输油、气管道站场也有了应用,但这些技术均属于较低安全级别的区域型周界入侵报警技术。存在误报率高、防爆区内安装复杂、阶梯状围墙无法实现防范无死角、定位精度低、能源消耗高、耐候能力差等缺点,难以满足重要能源设施等特殊场所较高级别安防的需求。中国石油为降低运营成本,在天然气站场正在大力推行“无人站”理念,将对周界安防技术的要求越来越高。随着光纤传感技术的发展,光纤传感器已成功应用于周界入侵探测等安全防范领域。与其他传感器相比,光纤传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰等优点,而且光纤本身无源,非常适用于能源设施及防爆需求场所的安全防范。以西气东输工程周界入侵报警系统试点项目为应用背景,对采用光纤振动传感技术的周界入侵产品进行了跟踪测试,对不同原理的技术进行了对比分析。并根据天然气管道站场实际情况,选择了适用的技术,同时结合实际运行情况给出了振动光缆在天然气站场安装的建议。1、电缆技术监测距离较长,实施简便,无监控盲区,适用各种形状的周界监控,“点冲击”识别,能够有效地去除风、雨、雪的干扰。但是该技术易受电磁干扰,受雷电影响较大,雨天容易产生漏报,同时振动电缆剪断后造成整个站场防区失效,修复较为困难。周界入侵防范的目的就是运用各类传感技术,识别非法入侵行为,阻止和预防各种破坏活动,解决传统人力防范在时间、地域、人员素质和精力存在的局限性,减少防范漏洞和失误。虽然由风沙、树叶、飞鸟、动物穿过造成的对射类产品(激光、微波)的报警不属于技术误报的范畴,但是对于站场管理人员而言,属于管理误报的范围。如果不能有效地降低这些误报,将对天然气站场安全生产平稳运行造成隐患。并且以上技术前端传感器属于有源设备,需要供电,而有些天然气站场受征地限制,围墙部分区域属于防爆区,以上技术应用在防爆区内需要做特殊处理,导致设备安装较为复杂。同时随着天然气站场“无人站”理念的大力推行,对安防技术可靠性和误报率要求越来越高,因此传统的技术已经不能满足运行管理部门的需求。2、振动光纤/电缆技术随着光电技术、光纤技术、计算机技术和集成电路技术的发展,出现了基于光纤传感的安防技术:振动光纤技术。在目前已有的报道中,大多采用马赫有泽德、迈克尔逊、萨格纳克等干涉仪的一种或多种混合使用,实现对振动信号的提取与识别;防区型的光纤振动系统适用于距离较短的小范围入侵探测;防区之间相互独立,一旦某个防区出现损坏与故障,不影响其他防区的正常使用。3、进入传感探测区域,并在各自的对端耦合器处发生干涉后输出,在探测器1和探测器2进行信号接收。当有振动信号作用于探测区域内的某处时,会导致光纤的折射率与长度发生微小变化,从而使探测器接收到的两路信号的相位发生变化。