專(zhuān)利名稱(chēng)：具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，特別是涉及一種具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè) 裝置，適用于周界監(jiān)測(cè)的一種光纖傳感裝置。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用于周界報(bào)警的安防系統(tǒng)主要包括微波報(bào)警系統(tǒng)、主動(dòng)紅外報(bào)警系統(tǒng)、 泄露電纜周界報(bào)警系統(tǒng)、靜電感應(yīng)周界報(bào)警系統(tǒng)、攝像機(jī)視頻識(shí)別系統(tǒng)、光纖周界報(bào)警系統(tǒng) 等。但上述傳統(tǒng)的周界報(bào)警系統(tǒng)在應(yīng)用中有許多的問(wèn)題。例如微波報(bào)警系統(tǒng)或主動(dòng)紅外 報(bào)警系統(tǒng)等監(jiān)控方式只能適用于視距及平坦區(qū)域，受地形的高低、曲折、轉(zhuǎn)彎、折彎等環(huán)境 因素影響很大，而且它們不適合惡劣氣候，易受自然氣候影響，準(zhǔn)確率也較低。傳感器單元 的壽命也較短，在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用的情況下，設(shè)備的維護(hù)成本也較高。泄露電纜周界報(bào)警系 統(tǒng)、靜電感應(yīng)周界報(bào)警系統(tǒng)受電磁干擾嚴(yán)重，誤報(bào)頻繁。攝像機(jī)視頻識(shí)別系統(tǒng)目前的軟件自 動(dòng)判別技術(shù)不高，需要有人值守，其使用成本高且容易因值守人的疏忽而出現(xiàn)漏報(bào)。而現(xiàn)有的光纖周界報(bào)警系統(tǒng)主要有兩種1、是各種結(jié)構(gòu)的通過(guò)光纖的微彎損耗變 化來(lái)報(bào)警，如美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US5434557A的《入侵探測(cè)裝置》、美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US6937151B1的《周 界監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)》，以及美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US6980108B1的《基于光纜的入侵探測(cè)系統(tǒng)》等專(zhuān) 利，均是以光纖的微彎損耗的變化來(lái)監(jiān)測(cè)的，但這些專(zhuān)利提出的方案復(fù)雜，使用及維護(hù)成本 高，不便于大規(guī)模使用；2、是基于光的干涉技術(shù)的光纖周界報(bào)警系統(tǒng)，如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?200710094598. 5《周界安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法》，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00810116782. X《實(shí)現(xiàn)光 纖周界報(bào)警的方法及裝置》等專(zhuān)利，均是基于光的干涉原理來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的，光的干涉法優(yōu)點(diǎn) 是非常靈敏，然而在這里也是該類(lèi)監(jiān)測(cè)裝置的缺點(diǎn)，需要用多種軟、硬件的辦法來(lái)消除實(shí)際 環(huán)境中的各種干擾，但由于實(shí)際環(huán)境的復(fù)雜性，使該類(lèi)監(jiān)測(cè)裝置的誤報(bào)頻率高，操作復(fù)雜， 長(zhǎng)期穩(wěn)定性差，從而導(dǎo)致該類(lèi)系統(tǒng)的生產(chǎn)、使用和維護(hù)的成本高，效果差。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè) 裝置，充分利用光纖微彎時(shí)產(chǎn)生光強(qiáng)損耗變化，對(duì)應(yīng)力變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)的裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān) 測(cè)裝置，其包括一個(gè)由光纜構(gòu)成的多個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該環(huán)狀結(jié)構(gòu)的一部分包含在基體內(nèi)，至少 光纜的一端與測(cè)試單元連接。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是所述的基體是一段長(zhǎng)方形的空腔體。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是所述的空腔型基體是一頂蓋和一 U型槽構(gòu) 成，頂蓋的側(cè)壁與U型槽的側(cè)壁通過(guò)螺絲或鉚釘連接。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是所述的由光纜構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的位于所述 空腔結(jié)構(gòu)基體內(nèi)部的光纜與空腔結(jié)構(gòu)基體的內(nèi)壁間填充有彈性材料，如海綿。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是在所述的由光纜構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與基體交叉點(diǎn)附近有防止光纜彎曲半徑過(guò)小的裝置。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是所述的基體是固定于圍墻或柵欄上。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是所述的由光纜構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)是螺旋形結(jié) 構(gòu)或波浪形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是所述的由光纜構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的位于基體 外部的光纜是緊貼在基體的外部表面上。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是所述的由光纜構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的一部分是 通過(guò)粘結(jié)劑貼在基體的外部或內(nèi)部表面上。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是所述光纜的一端安置有光反射裝置，如反 射鏡、光纖光柵等。本發(fā)明解決進(jìn)一步技術(shù)問(wèn)題的方案是所述的構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的光纜是壓敏型光纜。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用現(xiàn)有的通信用光纜構(gòu)成的環(huán)狀，在受到應(yīng)力作用時(shí)光纜的彎曲 半徑變化從而導(dǎo)致彎曲損耗，通過(guò)測(cè)試單元監(jiān)測(cè)到光信號(hào)的變化，達(dá)到對(duì)應(yīng)力監(jiān)測(cè)的目的。2、維護(hù)方便、成本低，現(xiàn)有的通信用光纜價(jià)格已經(jīng)非常便宜了，一旦光纜出現(xiàn)損壞 可及時(shí)更換，將光纜以環(huán)狀形式安裝在基體上即可，維護(hù)使用成本低。3、即適于新圍墻、柵欄的設(shè)計(jì)安裝，也適用于已有圍墻、柵欄的安裝，使用靈活方 便，具有較廣的適用范圍。4、采用基于微彎原理的壓敏光纜可以是監(jiān)測(cè)更靈敏，漏報(bào)率低，準(zhǔn)確率高。5、采用適當(dāng)?shù)臏y(cè)試單元，如光時(shí)域反射計(jì)(OTDR)，則可以做到分布式的應(yīng)力監(jiān)測(cè)。6、因采用了全光纖的監(jiān)測(cè)裝置，所以抗電磁干擾，也無(wú)將雷電、高壓電引入室內(nèi)的危險(xiǎn)。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、加工制作方便且使用方式靈活、易彎曲、使 用效果好、安全性高，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端測(cè)量或分布式測(cè)量，并且精度高，可靠性好。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的第一具體實(shí)施方式
的示意圖。圖2為本發(fā)明的第一具體實(shí)施方式
的橫截面示意圖。圖3為本發(fā)明的第二具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的第三具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-光纜；2-基體；3-頂蓋；4-U型槽；5-彈性材料； 10-螺絲；20-彎曲限制器；30-測(cè)試單元。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
如圖1、圖2所示，本發(fā)明一種具有環(huán)狀觸須狀的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其包括一個(gè) 由光纜1構(gòu)成的多個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)并固定于頂蓋3上，該環(huán)狀結(jié)構(gòu)的一部分包含在基體2內(nèi)并 與頂蓋3之間有彈性材料5，光纜1與頂蓋3相接處有彎曲限制器20，頂蓋3與U型槽4通 過(guò)螺絲10連接固定并構(gòu)成了基體2，光纜1的一端與測(cè)試單元30連接。本實(shí)施例中，由光纜1構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)整體呈現(xiàn)螺旋狀，當(dāng)有應(yīng)力作用于光纜1上 時(shí)，光纜1的彎曲曲率變化并導(dǎo)致光纜1光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)功率的變化，通過(guò)測(cè)試單元30 監(jiān)測(cè)到該變化，從而達(dá)到對(duì)應(yīng)力監(jiān)測(cè)的目的。彎曲限制器20可以限制光纜1使用中彎曲不 會(huì)超過(guò)允許的最小彎曲曲率，防止光纜1受損。通過(guò)選擇合適的測(cè)試單元10，如采用光時(shí)域 反射計(jì)可以做到對(duì)應(yīng)力的分布式監(jiān)測(cè)。光纜1也可以采用壓敏光纜，從而使本發(fā)明的裝置 使用中更靈敏精確，如采用英國(guó)的荷捷(Herga Electric, UK)公司曾生產(chǎn)過(guò)一種壓敏型光 纜。光纜1中的光纖可以采用標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖，也可采用多模或塑料光纖。實(shí)施例2如圖3所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是在由頂蓋3與U型槽4構(gòu)成的基 體2中，除了公光纜1與頂蓋3間有彈性材料，在光纜1與U型槽4間也有彈性材料，從而 保證光纜1的位置固定，防止光纜1的大范圍串動(dòng)。本實(shí)施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān) 系和工作原理均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3如圖4所示，本實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是由光纜1構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)是波浪 形的，波浪形的光纜1的一部分在基體2的外部，另一部分在基體2的內(nèi)部。本實(shí)施例中， 其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技 術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其包括一個(gè)由光纜構(gòu)成的多個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該環(huán)狀結(jié)構(gòu)的一部分包含在基體內(nèi)，至少光纜的一端與測(cè)試單元連接。
2.按照權(quán)利要求1所述具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的基 體是一段長(zhǎng)方形的空腔體。
3.按照權(quán)利要求2所述具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的空 腔型基體是一頂蓋和一 U型槽構(gòu)成，頂蓋的側(cè)壁與U型槽的側(cè)壁通過(guò)螺絲或鉚釘連接。
4.按照權(quán)利要求2所述具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的由 光纜構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)并位于所述空腔結(jié)構(gòu)基體內(nèi)部的光纜與空腔結(jié)構(gòu)基體的內(nèi)壁間填充 有彈性材料。
5.按照權(quán)利要求1或2所述具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于在所 述的由光纜構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與基體交叉點(diǎn)附近有防止光纜彎曲半徑過(guò)小的裝置。
6.按照權(quán)利要求1或2所述具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述 的基體是固定于圍墻或柵欄上。
7.按照權(quán)利要求1或2所述具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述 的由光纜構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)是螺旋形結(jié)構(gòu)或波浪形結(jié)構(gòu)。
8.按照權(quán)利要求1所述具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的由 光纜構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的位于基體外部的光纜是緊貼在基體的外部表面上。
9.按照權(quán)利要求1所述具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的光 纜的一端安置有光反射裝置。
10.按照權(quán)利要求1至9所述的任意一項(xiàng)具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征 在于所述的構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的光纜是壓敏型光纜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有環(huán)狀觸須型的光纖應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其包括一個(gè)由光纜構(gòu)成的多個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，該環(huán)狀結(jié)構(gòu)的一部分包含在基體內(nèi)，至少光纜的一端與測(cè)試單元連接。當(dāng)有應(yīng)力作用于環(huán)狀觸須型的光纜時(shí)，光纜的彎曲曲率變小，也就使光纜中的光纖彎曲曲率變小，從而改變光纖的彎曲損耗。這樣將應(yīng)力信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，通過(guò)光纖傳輸給測(cè)試單元，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)的目的，如將光纜變?yōu)閴好艄饫|，則可進(jìn)一步提高本裝置的監(jiān)測(cè)的靈敏性和準(zhǔn)確性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、加工制作方便且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，若通過(guò)光時(shí)域反射計(jì)等測(cè)試儀器可以做到分布式應(yīng)力監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01L1/24GK101881677SQ20101021361
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者杜兵, 杜蔚, 杜迎濤 申請(qǐng)人:西安金和光學(xué)科技有限公司