一．光纤传感工作原理及核心技术

　　（一）、工作原理

　　光纤不仅可以用于信号传输，还可以作为安全防范应用中的传感器。当光纤传感器受到外界干扰影响时，光纤中传输光的部分特性就会改变，通过配置特殊的感测设备，经过信号采集与分析，就能检测光的特性变化。通过检测光的特性变化，使得许多事件和状态的测量得以监控。通过报警控制器的特殊算法和分析处理，区分第三方入侵行为与正常干扰，实现报警及定位功能。

　　（二）、核心技术

　　1、微应变/定位传感器

　　微应变传感器基于“干涉检测”原理。为了检测微应变，通常采用两芯单模光纤来实现。这两根光纤组成了“干涉传感器”的一个臂，用相干激光器向其发射一束激光，若光纤没有受到外界的扰动，则光检测器将不对反射波产生报警信号；如果光纤受到外界侵扰，如：运动、声波和触动，则光的波形改变，并产生干涉图像，光检测器可检测到这一波形变化，而且通过软件可以分辩出事件的真实情况。

　　定位器技术可以与微应变传感器结合。一个典型的系统通常需要三芯光纤，两芯用于微应变传感器，一芯用于定位，从而实现远距离安全保障系统的定位报警功能。激光器向光纤发射激光，激光分别通过“干涉传感器”的一个臂和装有终端单元。该系统根据使用环境的不同，系统的定位精度一般在±100米左右。

　　2、光纤链路损耗要求

　　FFT设计的微应变/定位传感器系统，通常采用波长为1550nm的激光，光纤链路的损耗的计量单位是dB。

　　1） 光缆规格

　　单模通信级传感光缆，一般要求四芯（其中一芯冗余备用），工作于1550nm窗口；

　　衰减值：0.21dB/km (典型值)，最大值<0.23dB/km；

　　工作温度：- 30℃至+60℃，使用寿命>15年；

　　2） 熔接损耗

　　光 缆__典型值0.06dB/p，最大损耗<0.1dB/p；

　　传感器__插入损耗1.8 dB/p；

　　3） 系统光功率分配

　　要求总衰减值：（根据工程经验通常要预留一定的冗余）

　　标准机型≤20 dB（全光程< 60km）；

　　增强机型≤25 dB（全光程< 80km）；

　　二、光纤传感监控系统技术指标

　　响应时间： 瞬间

　　频率响应： 1Hz — 100KHz；

　　报警概率： 90%；

　　虚警概率： 5%；

　　监控距离： 30 — 60Km/套；

　　定位精度： ±100米左右（取决于实际工作环境）；

　　工作状态： 全实时7×24小时监控；

　　工作温度： 20℃±5℃（主控机），

　　- 30℃ — +60℃（传感器）；

　　传感器类型：无源、连续、无辐射、抗干扰；

　　滤波器带宽：用户可调；

　　检测门限： 用户可调，电平，幅度，频率，持续时间；

　　报警门限： 用户可调，幅度，频率，持续时间；

　　报警灵敏度：用户可自行设定；

　　光纤折断报警；

　　预警功能；

　　三、光纤传感技术在安防领域的应用

　　澳大利亚未来光纤科技有限公司(以下简称FFT)成立于1994年，公司总部设在墨尔本。经过多年的探索和研究，FFT公司的光纤传感技术在设计和开发上处于世界领先地位，特别是在安全保障方面，该项技术已在国际上获得了多项专利，并获得ISO9001和IQNET组织的认证。

　　到2004年底，已经有超过100套系统安装在世界各地，用户遍及美国、英国、意大利、俄罗斯、日本、新加坡、泰国、印度尼西亚、澳大利亚等国家和地区，应用领域包括：政府机构、军事基地、银行、石油、安防行业等。

　　（一）在管道安全监控中的应用

　　长期以来，维护管道传输的完整性和安全性是管道传输业最为重要、也是最为棘手的事情。原有的探测、检测技术均不十分可靠和有效，也无法确定故障出事地点，往往是泄漏物漏出地表，有明显的迹象污染了环境后才被发觉。维修有时还需停止管道输送，大面积挖掘地面以确定泄漏的位置和状况。

　　目前传统的管道探测器有两种，一种是分离式，一个探测器只能测试一定区域内的情况，但管道传输往往数百公里，要想不留下探测的空白区，需花费大量的投资和维修费用；另一种不间断的带有传感系统探测器，需在管道内壁安装特殊的电缆，很难维护，而且上述探测器均不可避免环境的污染和电磁波的干扰。