一種光纖光柵門禁傳感器的製造方法

2023-11-30 02:50:51 1

一種光纖光柵門禁傳感器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種光纖光柵門禁傳感器，它包括殼體、螺旋彈簧觸碰機構、應變彈片、形變光柵和光纖；採用機械接觸機構，在殼體內設置有應變彈片，光纖一端連接形變光柵一端引出殼體，形變光柵粘貼在應變彈片的彈性面上，利用光纖光柵應變傳感器採用機械形變而使光纖光柵波長變化的工作原理，依靠光纖來傳輸波長變化量，從而得知門窗的開啟閉合狀態，同時為了測量的準確，在殼體內還設置了一個測溫彈片，用來採集比對數據，用來防止由於溫差造成數據的不準而導致的誤判，本發明解決了普通電傳感器無法組網，無法使用在禁止電流的場景，無法在強電磁幹擾下工作的問題，解決了部分光纖光柵磁力傳感器可靠性低的問題，可實現高靈敏度、高可靠性，大範圍分布式測量。
【專利說明】一種光纖光柵門禁傳感器
【技術領域】
[0001]本發明屬於光纖光柵傳感領域開關量傳感技術，尤其涉及一種光纖光柵門禁傳感器。
【背景技術】
[0002]近年來光纖傳感，尤其是光纖光柵傳感以其本質安全、抗幹擾能力強、耐腐蝕、無源無電監測和分布式大範圍測量等優點，越來越為人們所重視。這種傳感器的工作原理是把待測參量轉換為光纖光柵布拉格波長的變化，通過監測光纖光柵的波長變化即可獲知待測參量的值。
[0003]石油、變電所、化工、能源等場所的生產、管理及防入侵過程中，需要對門窗進行開關監測。但目前主要使用的是傳統的電類聯通傳感器、紅外對射等方式，但由於電信號遠距離傳輸不方便，不能組網，需要增加許多二次儀表、中繼站和電源等設備，傳輸成本高，不能運用在一些防爆，強電磁場等場合，難以滿足實際需要；同時發明專利一種基於光纖光柵應變傳感器的門禁傳感裝置[專利號:201220595961.8]中利用磁力感應帶來的傳感器可靠性低等問題。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是:提供一種實用性強、可靠性高、組網且安裝簡單的機械觸碰式的光纖光柵門禁開關傳感器，其適用於各類樓宇，倉庫，防掉落等特別重要等場合的開關量監測。
[0005]本發明所採用的技術方案是:提供一種光纖光柵門禁傳感器，它包括殼體、螺旋彈簧觸碰機構、應變彈片、測溫彈片和光纖；在殼體的殼壁上設置有一個安裝孔；螺旋彈簧觸碰機構包括接觸頭、螺旋彈簧、觸杆梁和內觸頭，其中觸杆梁安裝在安裝孔中，觸杆梁一端連接位於殼體外的接觸頭，外力作用於接觸頭上，觸杆粱的另一端連接位於殼體內的內觸頭，內觸頭隨外力的作用而運動，運動使應變彈片改變形狀；在接觸頭與安裝孔間設有螺旋彈簧，使得在外力撤除時使螺旋彈簧觸碰機構回復原來的狀態。
[0006]殼體內的殼壁上固定有限位器，觸杆梁上設有限位銷，限位銷位於殼體內，觸杆粱通過限位銷安裝在限位器中，限位器限制螺旋彈簧觸碰機構在其運動方向上的運動範圍，保護應變彈片在可形變測量的範圍之內。
[0007]應變彈片和測溫彈片安裝在殼體的內壁上；應變彈片的一個面與螺旋彈簧觸碰機構上的內觸頭接觸，應變彈片的另一個面粘貼有形變光柵；測溫光柵粘貼在測溫彈片上，形變光柵和測溫光柵貼在各自彈片的相同方向的面上，形變光柵和測溫光柵分別與光纖連接，形變光柵隨著應變彈片的形變而形變，採用機械形變而使光纖光柵波長變化的工作原理，依靠光纖來傳輸波長變化，從而達到監測門禁的開和狀態。
[0008]本光纖光柵門禁傳感器米用一對光纖光柵分別粘貼在兩根一樣的彈片上，一根做形變，一根做溫度補償，因為兩根光柵都粘貼在同種材料及同種形狀的材料上，且同時置於非常接近的小範圍內，因此當兩根光柵所處的環境溫度發生變化時，兩根光柵的Bragg波長總是隨溫度沿同一方向同步漂移而相對位置不變，從而巧妙的實現溫度補償，從而提高了測量精度。
[0009]利用本光纖光柵應變傳感器實現門禁傳感，當門窗關閉時，接觸頭受力，使接觸頭朝殼體內運動，內觸頭隨之運動，使原本頂住形變彈片的力被撤除，使形變彈片回復自然狀態，同時使形變光柵回復常態，使光柵的反射波長恢復，使形變光柵的波長與測溫光柵的波長相當，就能分辨出門窗出於關閉狀態。當門窗開啟時，由於在接觸頭和殼體之間設有螺旋彈簧，彈簧的彈力在外力撤除後使彈簧觸碰機構恢復原位，從而使內觸頭頂彎形變彈片，是形變光柵形變，從而使光柵的反射波長改變，此時形變光柵的波長與測溫光柵的波長不同，就能得出門窗為開啟狀態。
[0010]本發明的有益效果是:機械觸碰裝置穩定可靠，可以用在一些防爆，強電磁場等場合，易組網且安裝簡單，不帶電，安全可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的整體外觀示意圖；
圖2是本發明螺旋彈簧觸碰機構的結構示意圖；
圖3是本發明門窗開啟時的內部結構示意圖；
圖4是本發明門窗關閉時的內部結構示意圖；
圖5是本發明門內部結構示意圖。
[0012]圖中:1-殼體、11-彈簧機構安裝孔、2-螺旋彈簧觸碰機構、21-接觸頭、22-螺旋彈簧、23-觸杆梁、24-限位器、25-內觸頭、26-限位銷、31-應變彈簧、32-測溫彈片、41-形變光柵、42-測溫光柵、5-光纖。
【具體實施方式】
[0013]如圖f圖5為本發明實施例的結構示意圖:一種光纖光柵門禁傳感器，它包括殼體1、螺旋彈簧觸碰機構2、應變彈片31、測溫彈片32和光纖5 ;在殼體I的殼壁上設置有一個安裝孔11 ;螺旋彈簧觸碰機構2包括接觸頭21、螺旋彈簧22、觸杆梁23和內觸頭25，其中觸杆梁23安裝在安裝孔11中，觸杆梁23 —端連接位於殼體I外的接觸頭21，觸杆粱23的另一端連接位於殼體I內的內觸頭25 ;在接觸頭21與安裝孔11間設有螺旋彈簧22，夕卜力作用於接觸頭21上，觸杆粱23的另一端連接位於殼體I內的內觸頭25，內觸頭25隨外力的作用而運動，運動使應變彈片31改變形狀；在接觸頭21與安裝孔11間設有螺旋彈簧22，使得在外力撤除時使螺旋彈簧觸碰機構2回復原來的狀態。
[0014]殼體I內的殼壁上固定有限位器24，觸杆梁23上設有限位銷26，限位銷26位於殼體I內，觸杆粱23通過限位銷26安裝在限位器24中；觸杆粱23通過限位銷26安裝在限位器24中，限位器24限制螺旋彈簧觸碰機構2在其運動方向上的運動範圍，保護應變彈片31在可形變測量的範圍之內。
[0015]應變彈片31和測溫彈片32安裝在殼體I的內壁上；應變彈片31的一個面與螺旋彈簧觸碰機構2上的內觸頭25接觸，應變彈片31的另一個面粘貼有形變光柵41 ;測溫光柵42粘貼在測溫彈片32上，形變光柵41和測溫光柵42分別與光纖5連接，形變光柵41隨著應變彈片31的形變而形變，採用機械形變而使光纖光柵波長變化的工作原理，依靠光纖來傳輸波長變化，從而達到監測門禁的開和狀態；應變彈片31和測溫彈片32的材料和形狀都相同。
[0016]利用本光纖光柵應變傳感器實現門禁傳感，當門窗關閉時，接觸頭受力，使接觸頭朝殼體內運動，內觸頭隨之運動，使原本頂住形變彈片的力被撤除，使形變彈片回復自然狀態，同時使形變光柵回復常態，使光柵的反射波長恢復，使形變光柵的波長與測溫光柵的波長相當，就能分辨出門窗出於關閉狀態。當門窗開啟時，由於在接觸頭和殼體之間設有螺旋彈簧，彈簧的彈力在外力撤除後使彈簧觸碰機構恢復原位，從而使內觸頭頂彎形變彈片，是形變光柵形變，從而使光柵的反射波長改變，此時形變光柵的波長與測溫光柵的波長不同，就能得出門窗為開啟狀態。
[0017]本發明光纖光柵門開關傳感器可實現測壓靈敏度高，因為使用的是機械機構，可靠性好；可串聯，可適用於多種特殊場合，例如:防爆，強電磁幹擾，且無需電源，極大的擴展了其使用領域。
【權利要求】
1.一種光纖光柵門禁傳感器，其特徵在於:它包括殼體(I)、螺旋彈簧觸碰機構(2)、應變彈片(31)、測溫彈片(32)和光纖(5);在殼體(I)的殼壁上設置有一個安裝孔(11);螺旋彈簧觸碰機構(2 )包括接觸頭(21)、螺旋彈簧(22 )、觸杆梁(23 )和內觸頭(25 )，其中觸杆梁(23 )安裝在安裝孔(11)中，觸杆梁(23 ) 一端連接位於殼體(I)外的接觸頭(21)，觸杆粱(23)的另一端連接位於殼體(I)內的內觸頭(25);在接觸頭(21)與安裝孔(11)之間設有螺旋彈簧(22)，殼體(I)內的殼壁上固定有限位器(24)，觸杆梁(23)上設有限位銷(26)，限位銷(26)位於殼體(I)內，觸杆粱(23)通過限位銷(26)安裝在限位器(24)中；應變彈片(31)和測溫彈片(32)安裝在殼體(I)的內壁上；應變彈片(31)的一個面與螺旋彈簧觸碰機構(2)上的內觸頭(25)接觸，應變彈片(31)的另一個面粘貼有形變光柵(41);測溫光柵(42 )粘貼在測溫彈片(32 )上，所述形變光柵(41)和測溫光柵(42 )分別與光纖(5 )連接。
2.根據權利要求1所述的一種光纖光柵門禁傳感器，其特徵在於:應變彈片(31)和測溫彈片(32)的形狀都相同。
【文檔編號】G01D5/353GK103616041SQ201310600896
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】金紅衛 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司, 國網浙江省電力公司紹興供電公司, 國網浙江上虞市供電公司