本发明涉及光纤光缆传感领域，特别是涉及一种异物侵限监测装置。
背景技术：
根据高速铁路防灾需求，在高速铁路沿线容易发生异物侵限的位置，需要安装异物侵限监测系统的位置分为以下几种类型：
(1)在隧道口处，可能发生隧道上方掉下例如碎石块、断掉的树木等较大的物体。
(2)在公路跨越铁路桥处，可能发生汽车失控冲出公路而掉下或者从汽车上掉下的货物等较大体积的异物。
(3)在高速公路与铁路并行毗邻的路段，可能发生汽车失控冲入铁路或者大型动物横穿铁路的情况。
(4)在铁路正线线路穿越山区等地段，可能发生崩塌、落石。
目前最常用的异物侵限监测系统有：
(1)由金属防护网及防护网上的双电缆传感器组成。
(2)在桥下安装有红外对射探测器以监测异物侵限。
(3)使用光纤光栅应力、振动探测技术的防护栅栏与防护网。
基于上述的几种物侵限监测系统，存在以下缺点，例如：使用双电缆传感器的防护网异物侵限监测系统的，其中1个缺点是需要在防护网附近为电缆传感器供电，这大大增加了监测系统的建设成本；使用光纤光栅应力、振动探测技术的防护栅栏与防护网时，虽然不需要在防护栅栏与防护网的近端供电，但光纤光栅的解调器成本高；另外，无论是使用双电缆传感器还是使用光纤光栅应力、振动探测技术的的防护网异物侵限监测系统，由于成本的原因，均不利于组成数十公里长的大型异物侵限监测系统。
基于上述问题，亟需一种异物侵限监测装置，能够提高异物侵限监测的准确性。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种异物侵限监测装置，提高异物侵限监测的准确性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种异物侵限监测装置，包括：偏振敏感-光时域反射仪以及传感光缆；
所述偏振敏感-光时域反射仪与所述传感光缆连接；所述传感光缆固定在防护装置上；所述防护装置包括防护网或防护栅栏；
所述传感光缆用于根据所述防护装置的形变而对应的发生形变；
所述偏振敏感-光时域反射仪用于测量所述传感光缆因形变引起的各点偏振态的变化值；所述偏振敏感-光时域反射仪还用于根据所述传感光缆上各点偏振态的变化值监测所述防护装置是否存在异物侵限。
可选的，所述偏振敏感-光时域反射仪包括：otdr模块、光信号传输光缆、光方向耦合器、光起偏/检偏器以及光缆终端盒；
所述otdr模块通过所述光信号传输光缆依次与所述光方向耦合器以及所述光起偏/检偏器连接；
所述光方向耦合器以及所述光起偏/检偏器设置在所述光缆终端盒内，所述光起偏/检偏器与所述传感光缆连接。
可选的，所述光信号传输光缆为单模光缆。
可选的，所述otdr模块包括：光脉冲发生器、控制单元以及光接收器；
所述光脉冲发生器的输出端与所述光方向耦合器连接，所述光接收器的输入端与所述光方向耦合器连接，所述光接收器的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与所述光脉冲发生器的输入端连接；
所述控制单元用于控制所述光脉冲发生器生成光信号；
所述控制单元还用于判断所述光接收器输入的所述传感光缆上各点偏振态的变化值是否超过门限阈值。
可选的，所述otdr模块还包括报警单元；
所述报警单元与所述控制单元连接；所述报警单元用于当所述控制单元确定所述光接收器输入的所述传感光缆上各点偏振态的变化值超过所述门限阈值时，根据所述控制单元输出的报警信号进行报警。
可选的，所述传感光缆以s形或网孔形固定在所述防护装置。
可选的，所述传感光缆为单模光缆。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明所提供的一种异物侵限监测装置，本发明将传感光缆固定在所述防护栅栏或防护网上，当发生一定强度的异物侵限活动时，防护栅栏与防护网发生形变，进而使固定在防护栅栏与防护网上的传感光缆也发生形变。传感光缆发生形变进而使光探测信号脉冲的偏振态将会发生变化，根据光探测信号脉冲的偏振态将会发生变化值确定防护栅栏与防护网上发生的异物侵限活动及异物侵限活动发生位置。并且，偏振敏感-光时域反射仪对传感光缆上的弯曲状态变化敏感，对传感光缆上的振动不敏感，因此本发明的异物侵限监测装置对振动不敏感，对大风大雨干扰、小动物干扰、强背景振动干扰具有很好的抗干扰性能。进一步的本发明不需要在防护栅栏与防护网近端供电，可以对数十公里长的防护栅栏与防护网的异物侵限活动进行监测及对异物侵限活动发生地点进行定位。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种异物侵限监测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种异物侵限监测装置，提高异物侵限监测的准确性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明所提供的一种异物侵限监测装置的结构示意图，如图1所示，本发明所提供的一种异物侵限监测装置，包括：偏振敏感-光时域反射仪以及传感光缆6。所述传感光缆6为单模光缆。
所述偏振敏感-光时域反射仪与所述传感光缆6连接；所述传感光缆6固定在防护装置上；所述防护装置包括防护网或防护栅栏。所述传感光缆6以s形或网孔形固定在所述防护装置。
所述传感光缆6用于根据所述防护装置的形变而对应的发生形变。
所述偏振敏感-光时域反射仪用于测量所述传感光缆6因形变引起的各点偏振态的变化值；所述偏振敏感-光时域反射仪还用于根据所述传感光缆6上各点偏振态的变化值监测所述防护装置是否存在异物侵限。
即偏振敏感-光时域反射仪通过比较传感光缆6上各点被弯曲前后的后向散射信号的强度，可以获得光缆线路上各点弯曲状态发生变化的信息，从而感知防护栅栏与防护网上发生的异物侵限活动及异物侵限活动发生位置。
所述偏振敏感-光时域反射仪包括：otdr模块1、光信号传输光缆2、光方向耦合器3、光起偏/检偏器4以及光缆终端盒5；所述光信号传输光缆2为单模光缆。
光缆终端盒5放置于防护栅栏和防护网的设定范围内。
所述otdr模块1通过所述光信号传输光缆2依次与所述光方向耦合器3以及所述光起偏/检偏器4连接。
所述光方向耦合器3以及所述光起偏/检偏器4设置在所述光缆终端盒5内，所述光起偏/检偏器4与所述传感光缆6连接。
所述otdr模块1包括：光脉冲发生器7、控制单元8以及光接收器9。
所述光脉冲发生器7的输出端与所述光方向耦合器3连接，所述光接收器9的输入端与所述光方向耦合器3连接，所述光接收器9的输出端与所述控制单元8的输入端连接，所述控制单元8的输出端与所述光脉冲发生器7的输入端连接。
所述控制单元8用于控制所述光脉冲发生器7生成光信号。
所述控制单元8还用于判断所述光接收器9输入的所述传感光缆6上各点偏振态的变化值是否超过门限阈值。
进一步的，为了提醒工作人员尽快得知异物侵限活动，所述otdr模块1还包括报警单元。
所述报警单元与所述控制单元8连接；所述报警单元用于当所述控制单元8确定所述光接收器9输入的所述传感光缆6上各点偏振态的变化值超过所述门限阈值时，根据所述控制单元8输出的报警信号进行报警。
本发明使用光信号传输光缆2以及传感光缆6目的是使防护栅栏、防护网到otdr模块1之间的这一段光缆的弯曲状态变化不会影响到异物侵限监测装置对传感光缆6状态的监测。
基于上述装置，实现异物侵限活动的监测和对的异物侵限活动发生位置定位的具体步骤是：
偏振敏感-光时域反射仪每隔1秒～10秒获取一条光纤后向散射曲线数据，并存储起来。
光时域反射仪每次获取光纤后向散射曲线数据后，分别与前一次获取的光纤后向散射曲线数据进行相减运算，得到传感光纤线路各点的光纤后向散射信号强度变化数据。
为方便计算，以y轴为信号强度变化坐标、x轴为光缆长度坐标建立坐标系，并且信号强度变化值以传感光纤线路起点位置的信号强度变化值为0基准值，同时将x轴坐标由传感光纤光学长度坐标换算为传感光缆6长度坐标，得到1组曲线；这1组曲线包含有传感光缆6形状是否发生变化的信息及形状发生变化的位置信息，将这1组曲线称为“光缆形状变化曲线”。
从这1组“光缆形状变化曲线”的数据，通过计算，判断信号强度变化值是否超过设定的门限值，如果信号强度变化值超过设定的门限值，则给出侵限告警信号，同时通过计算光缆形状变化曲线在信号强度变化值超过设定的门限值之处附近的曲线斜率突变点，得到信号强度变化值突变点，即传感光缆6形变发生位置。
将实际防护栅栏与防护网位置与传感光缆6长度进行映射换算，给出异物侵限活动在防护栅栏与防护网上发生的对应位置。
如果异物侵限活动直接将传感光缆6破坏，例如：传感光缆6中断、弯曲过小，从光纤后向散射信号曲线数据中计算出传感光缆6断点位置，并给出告警。
作为一个具体的实施例，偏振敏感-光时域反射仪使用1550nm光源、探测信号脉冲宽度为500ns时，异物侵限监测装置能提供传感光缆6作用长度大于50km，侵限活动位置的定位误差小于20m。
本发明具有电磁兼容性好、作用距离长和全分布式传感的优点，不需要在传感器现场或附近供电，对于大风大雨干扰、小动物干扰、强背景振动干扰，具有很好的抗干扰性能，对于异物侵限活动发生位置的定位精度高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
1.一种异物侵限监测装置，其特征在于，包括：偏振敏感-光时域反射仪以及传感光缆；
所述偏振敏感-光时域反射仪与所述传感光缆连接；所述传感光缆固定在防护装置上；所述防护装置包括防护网或防护栅栏；
所述传感光缆用于根据所述防护装置的形变而对应的发生形变；
所述偏振敏感-光时域反射仪用于测量所述传感光缆因形变引起的各点偏振态的变化值；所述偏振敏感-光时域反射仪还用于根据所述传感光缆上各点偏振态的变化值监测所述防护装置是否存在异物侵限。
2.根据权利要求1所述的一种异物侵限监测装置，其特征在于，所述偏振敏感-光时域反射仪包括：otdr模块、光信号传输光缆、光方向耦合器、光起偏/检偏器以及光缆终端盒；
所述otdr模块通过所述光信号传输光缆依次与所述光方向耦合器以及所述光起偏/检偏器连接；
所述光方向耦合器以及所述光起偏/检偏器设置在所述光缆终端盒内，所述光起偏/检偏器与所述传感光缆连接。
3.根据权利要求2所述的一种异物侵限监测装置，其特征在于，所述光信号传输光缆为单模光缆。
4.根据权利要求2所述的一种异物侵限监测装置，其特征在于，所述otdr模块包括：光脉冲发生器、控制单元以及光接收器；
所述光脉冲发生器的输出端与所述光方向耦合器连接，所述光接收器的输入端与所述光方向耦合器连接，所述光接收器的输出端与所述控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与所述光脉冲发生器的输入端连接；
所述控制单元用于控制所述光脉冲发生器生成光信号；
所述控制单元还用于判断所述光接收器输入的所述传感光缆上各点偏振态的变化值是否超过门限阈值。
5.根据权利要求4所述的一种异物侵限监测装置，其特征在于，所述otdr模块还包括报警单元；
所述报警单元与所述控制单元连接；所述报警单元用于当所述控制单元确定所述光接收器输入的所述传感光缆上各点偏振态的变化值超过所述门限阈值时，根据所述控制单元输出的报警信号进行报警。
6.根据权利要求1所述的一种异物侵限监测装置，其特征在于，所述传感光缆以s形或网孔形固定在所述防护装置。
7.根据权利要求1所述的一种异物侵限监测装置，其特征在于，所述传感光缆为单模光缆。
技术总结