一種具有損壞檢測的無源化照明系統及實現方法
2023-06-13 04:19:56
專利名稱：一種具有損壞檢測的無源化照明系統及實現方法
技術領域：
本發明涉及一種用於高危場所的照明系統，尤其涉及一種具有損壞檢測的無源化照明系統及實現方法。
背景技術：
隨著我國經濟高速發展和國防力量的增強，對高危場所的安全管理日益重要。在高危場所易燃易爆環境下採用無源照明將成為我軍後方洞庫、軍火生產、煤礦安全管理的重要設施之一。隨著高危場所自動化、信息化設備的引入，不安全因素、隱患也愈來愈多，已成為當前高危場所實現信息化、自動化工作中難於協調與解決的矛盾與難題。由於高危場所所存物品具有易燃易爆的特點，研究一種具有本質安全特性的照明技術成為一項迫切的需求。目前，國內在易燃易爆環境下，均採用有源防爆燈，通過電線供電(AC220V或DC24V)實現照明。由於需要將電線等裝置引入照明區域，為此會引發雷電的導入，因此沒有徹底解決高危場所本質安全的照明問題。具有易燃易爆的特點，研究一種具備本質安全特性的照明技術成為一項迫切的需求。由於需要將電源化照明技術具有以下顯著特點能量傳輸由光纖完成；不帶電，安全性好，可應用於易燃、易爆特殊場合與環境的照明；無紅外線和紫外線輻射，特別適合珍貴物品的照明；無電磁幹擾，可被應用在核磁共振室、雷達控制室、核潛艇、核反應堆等有電磁屏蔽要求的特殊場所之內；無電火花，無點擊危險，可被應用於華工、石油、天然氣平臺等有火災、爆炸性危險或潮溼多水的特殊場所，易維護和維修；光源和發光分離，光源易更換，也易於維修；發光器可以放置在非專業人員難以接觸的位置，具有防破壞性；可在線維護大大降低維護成本與勞動強度。壽命長，可重複使用，節省投資。
發明內容
為解決上述中存在的問題與缺陷，本發明提供了一種具有損壞檢測的無源化照明系統。所述技術方案如下一種具有損壞檢測的無源化照明系統，包括發出不可見光的主控單元、光纖和無源化燈，所述主控單元通過光纖與無源化燈連接；所述主控單元包括控制器、雷射器、光纖、光檢測器和光耦合器；所述無源化燈包括殼體、殼體內設置的光纖、光柵與光致發光粉體；所述控制器，用於控制雷射器的發射和接收光檢測器的信息；光纖，用於實現遠距離的能量傳輸；光耦合器，用於對不同雷射器發出的不同波長的光進行融合，融合到同一光纖上；及將光柵反射的其中一雷射器的光回傳到光檢測器；光檢測器，用於接收由光纖通過光耦合器回傳的光；光致發光粉體，用於接收經過光柵發射的光，並將光進行上轉換和下轉換，變成可見光。
一種具有損壞檢測的無源化照明系統的實現方法，所述方法包括
將不同雷射器發出的不同波長的光通過光耦合器融合到同一光纖上；
光纖通過光耦合器將光回傳到光檢測器；及
光纖將接收到的其中一雷射器發出的光經過光柵反射，並通過光耦合器回傳到光檢測器；光纖將接收到的另一雷射器發出的光經過光柵發射到光致發光粉體，實現光的上轉換或下轉換，變成可見光；
可見光射到殼體的反光面並通過玻璃面射出，實現照明。
本發明提供的技術方案的有益效果是
安全、節能、環保、易維護等優勢，且可以檢測到傳輸光纖和燈具的完整性，如傳輸光纖和燈具損壞、被破壞、則會關斷雷射電源並且發出報警信號，可廣泛應用於要求無電、 無雷等易燃、易爆特殊場合與特殊環境的照明。
圖I是具有損壞檢測的無源化照明系統結構圖2是無源化燈殼體內設置有支架的結構圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述
本實施例提供了一種具有損壞檢測的無源化照明系統，該系統包括發出不可見光的主控單元I、光纖2和無源化燈3，所述主控單元通過光纖與無源化燈連接；所述主控單兀包括控制器11、雷射器、光纖、光檢測器12和光稱合器13 ;所述無源化燈包括殼體31、殼體內設置的光纖2、光柵32與光致發光粉體33 ;所述
控制器，用於控制雷射器的發射和接收光檢測器的信息；
光纖，用於實現遠距離的能量傳輸；
光耦合器，用於對不同雷射器發出的不同波長的光進行融合，融合到同一光纖上； 及
將光柵反射的其中一雷射器的光回傳到光檢測器；
光檢測器，用於接收由光纖通過光耦合器回傳的光；
光致發光粉體，用於接收經過光柵發射的光，並將光進行上轉換和下轉換，變成可見光。
上述雷射器至少包括2個，根據需要可以設置有多個；上述光纖包括有多條。
上述控制器分別與雷射器1A、雷射器IB和光檢測器相連；其中雷射器IA通過光纖2A與光稱合器相連,雷射器IB通過光纖2B與光稱合器相連,光檢測器通過光纖2C與光率禹合器相連；光稱合器與光纖2相連。
上述殼體31由具有反光的錐面34和透光的玻璃面35組成的密封體，殼體內的光柵32設置在光纖上，在光纖埠前方設置所述光致發光粉體33，且該光致發光粉體垂直於光纖2。
上述光耦合器由多個光器件組成；上述光檢測器為光譜檢測模塊，或光譜儀，或光測量、光檢測設備；上述雷射器IA的中心波長為1300 1600nm ;上述雷射器IB為大功率雷射器或Led雷射器，且該雷射器的中心波長為900 IOOOnm ；上述光柵為光纖反射器，或光纖光柵終端濾波器，或光纖布拉格光柵傳感器或光纖傳感器。上述光致發光粉體與距離光纖埠的距離為I 30mm。 上述殼體為密封體，內部壓力為高壓或低壓，可讓光柵受壓，也可通過設置的支架36使光柵受壓(如圖2所示)。上述系統工作的原理如下主控單元發出的不可見光經過光纖到達無源化燈，在無源化燈內，不可見光經過上轉換或下轉換變成可見光，射向前面實現照明，其中一部分不可見光被光柵反射回去，反射光由主控單元接收；若照明系統受損壞，主控單元立即關閉雷射器IA和雷射器1B，並發出報警信息。本實施例還提供了一種具有損壞檢測的無源化照明系統的實現方法，該方法包括將不同雷射器發出的不同波長的光通過光耦合器融合到同一光纖上；光纖通過光耦合器將光回傳到光檢測器；及光纖將接收到的其中一雷射器發出的光經過光柵反射，並通過光耦合器回傳到光檢測器；光纖將接收到的另一雷射器發出的光經過光柵發射到光致發光粉體，實現光的上轉換或下轉換，變成可見光；可見光射到殼體的反光面並通過玻璃面射出，實現照明。上述雷射器至少包括兩個，也可以包括多個；上述光纖包括有多條。上述光致發光粉體位於光纖2埠正前，垂直於光纖，光纖埠到光致發光粉體的距離可以為I 30臟。上述方法具體實施過程如下光耦合器實現方向a和方向b的光融合到方向c上，反向時，方向d的光只傳到主向e上；雷射器IA發出中心波長λ I的光,雷射器IB發出中心波長λ 2的光,光纖波長入I的光通過光纖2Α和波長λ 2的光通過光纖2Β經過光耦合器進入光纖2 ;光纖2回傳的光(方向d)經過光耦合器則只通過光纖2C傳到光檢測器。殼體內光纖2上的中心波長λ I的光經過受壓力的光柵後，被光柵反射回中心波長為λ3的光反射的中心波長λ3的光可被光檢測器檢測到。光致發光粉體實現光的上轉換或下轉換，中心波長λ2的光則通過光柵發射到前面的光致發光粉體實現光的上轉換或下轉換，變成可見光。光致發光粉體受中心波長λ 2照到的面發出可見光，可見光射到殼體的反光面後通過玻璃面射出去(方向f)，實現照明。上述控制器控制雷射器1A、雷射器IB的發射和接收光檢測器的信息，開啟雷射器IB後，實現無源化燈3的照明，開啟雷射器IA後，若光纖2發生光纖損壞和斷裂，殼體受破壞，壓力產生變化，則光檢測器檢測不到中心波長λ 3的光，則說明系統受損壞，控制器立即關閉雷射器並發出報警信息。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護 範圍之內。
權利要求
1.一種具有損壞檢測的無源化照明系統，其特徵在於，所述系統包括發出不可見光的主控單元、光纖和無源化燈，所述主控單元通過光纖與無源化燈連接；所述主控單元包括控制器、雷射器、光纖、光檢測器和光稱合器；所述無源化燈包括殼體、殼體內設置的光纖、光柵與光致發光粉體；所述 控制器，用於控制雷射器的發射和接收光檢測器的信息； 光纖，用於實現遠距離的能量傳輸； 光耦合器，用於對不同雷射器發出的不同波長的光進行融合，融合到同一光纖上；及 將光柵反射的其中一雷射器的光回傳到光檢測器； 光檢測器，用於接收由光纖通過光耦合器回傳的光； 光致發光粉體，用於接收經過光柵發射的光，並將光進行上轉換和下轉換，變成可見光。
2.根據權利要求I所述的具有損壞檢測的無源化照明系統，其特徵在於，所述控制器分別與所述雷射器和光檢測器相連，光檢測器和雷射器分別通過光纖與所述光耦合器相連；所述雷射器至少包括有兩個；所述光纖包括有多條。
3.根據權利要求I所述的具有損壞檢測的無源化照明系統，其特徵在於，所述殼體由具有反光的錐面和透光的玻璃面組成的密封體，殼體內的光柵設置在光纖上，在光纖埠前方設置所述光致發光粉體，且該光致發光粉體垂直於光纖。
4.根據權利要求I所述的具有損壞檢測的無源化照明系統，其特徵在於，所述 光耦合器由多個光器件組成； 光檢測器為光譜檢測模塊，或光譜儀，或光測量、光檢測設備； 雷射器中一雷射器為大功率雷射器或Led雷射器，且該雷射器的中心波長為900 IOOOnm ； 光柵為光纖反射器，或光纖光柵終端濾波器，或光纖布拉格光柵傳感器或光纖傳感器。
5.根據權利要求I所述的具有損壞檢測的無源化照明系統，其特徵在於，所述雷射器中一雷射器的中心波長為1300 1600nm;所述光致發光粉體與距離光纖埠的距離為I 30mmo
6.一種具有損壞檢測的無源化照明系統的實現方法，其特徵在於，所述方法包括 將不同雷射器發出的不同波長的光通過光耦合器融合到同一光纖上； 光纖通過光耦合器將光回傳到光檢測器；及 光纖將接收到的其中一雷射器發出的光經過光柵反射，並通過光耦合器回傳到光檢測器；光纖將接收到的另一雷射器發出的光經過光柵發射到光致發光粉體，實現光的上轉換或下轉換，變成可見光； 可見光射到殼體的反光面並通過玻璃面射出，實現照明。
7.根據權利要求6所述的具有損壞檢測的無源化照明系統的實現方法，其特徵在於，所述所述雷射器至少包括有兩個；所述光纖包括有多條。
8.根據權利要求6所述的具有損壞檢測的無源化照明系統的實現方法，其特徵在於，所述光耦合器由多個光器件組成； 光檢測器為光譜檢測模塊，或光譜儀，或光測量、光檢測設備； 雷射器中一雷射器為大功率雷射器或Led雷射器，且該雷射器的中心波長為900 IOOOnm ；光柵為光纖反射器，或光纖光柵終端濾波器，或光纖布拉格光柵傳感器或光纖傳感器。
全文摘要
本發明公開了一種具有損壞檢測的無源化照明系統及實現方法，所述系統包括發出不可見光的主控單元、光纖和無源化燈，所述主控單元通過光纖與無源化燈連接；所述主控單元包括控制器、雷射器、光纖、光檢測器和光耦合器；所述無源化燈包括殼體、殼體內設置的光纖、光柵與光致發光粉體；所述控制器，用於控制雷射器的發射和接收光檢測器的信息；光纖，用於實現遠距離的能量傳輸；光耦合器，用於對不同雷射器發出的不同波長的光進行融合，融合到同一光纖上；及將光柵反射的其中一雷射器的光回傳到光檢測器；光檢測器，用於接收由光纖通過光耦合器回傳的光；光致發光粉體，用於接收經過光柵發射的光，並將光進行上轉換和下轉換，變成可見光。
文檔編號F21V8/00GK102980038SQ20121056374
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者周松斌, 程韜波, 蔣曉明, 陳寧華 申請人:廣東省自動化研究所