CN104930924A - 激光点火起爆器和激光点火起爆系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种激光点火起爆器和激光点火起爆系统，激光点火起爆器，包括激光器、探测器、光纤连接器和光隔离装置，光纤连接器用于与起爆器连接，其特征在于，所述激光器包括一个发火激光器和一个测试激光器，发火激光器和测试激光器通过一个光开关与所述光纤连接器光路连接，所述光隔离装置具有一个输入口(A)、一个输出口(B)和一个反射出口(C)，输入口(A)对应所述光开关的输出，输出口(B)通过单根光纤配接到光纤连接器，反射出口(C)连接探测器。本发明将激光器分为测试激光器和发火激光器，并且通过光开关在需要的时候切入发射光路中，从而避免了误发火的情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光点火起爆器和激光点火起爆系统。
背景技术
现有的点火系统多采用电点火方式，极少数的点火系统采用激光点火方式，当采用激光点火方式时，现有的系统采用双光纤的方式予以实现，即每一点火光路配置两根光纤，两根光纤同时配接到与起爆器连接的光纤连接器端。
如图1为采用双光纤的方式的系统示意图，系统工作时，先由激光器发射一组测试荧光信号经一光纤传输至终端，经终端内置的透镜反射后经另一光纤返回，进入探测器，探测器依据所接收信号的强度判断系统链路的可靠性。探测器所接收信号能量在测试阈值范围内时，激光器发射一组激光能量，经系统传递至终端，引爆起爆器，实现系统点火功能。
上述点火系统中采用同一激光器进行检测光和点火光的发射，会造成误发火的情况发生。
而且，如图2所示，光路检测需要从一条光纤光路发射的光经透镜反射后进入另一光纤条光路，所以，除了要求光纤管(陶瓷管或者玻璃管)中心轴和透镜中心轴同轴，还要求两根光纤1的轴线相对于透镜2的中心轴严格对称(3为膜层)。所以需要将两根光纤与光纤连接器前端的透镜进行耦合，耦合的方式是采用并纤的方式，将两根光纤并排耦合在一个陶瓷管或玻璃管中，理想的耦合状态如图3(a)所示。但是由于受到原材料的尺寸精度限制，实际耦合状态偏差较大，耦合后的实际状态如图3(b)所示，致使光信号在系统中传输后的损耗较大，导致系统的检测能力大大降低。
此外，激光器与连接器之间不存在防护设计，反射光会损伤激光器的出光端面，造成激光器的寿命降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光点火起爆器，用以解决现有激光器起爆器会产生误点火的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种激光点火起爆器，包括激光器、探测器、光纤连接器和光隔离装置，光纤连接器用于与起爆器连接，所述激光器包括一个发火激光器和一个测试激光器，发火激光器和测试激光器通过一个光开关与所述光纤连接器光路连接，所述光隔离装置具有一个输入口(A)、一个输出口(B)和一个反射出口(C)，输入口(A)对应所述光开关的输出，输出口(B)通过单根光纤配接到光纤连接器，反射出口(C)连接探测器。
进一步的，所述单根光纤与光纤连接器的透镜中心轴同轴设置。
进一步的，所述光隔离装置为法拉第旋光器或者分路器。
同时，本发明还通过了一种激光点火起爆系统，包括至少两个激光点火起爆器，每个激光点火起爆器包括激光器、探测器、光纤连接器和光隔离装置，光纤连接器用于与起爆器连接，其特征在于，所述激光器包括一个发火激光器和一个测试激光器，发火激光器和测试激光器通过一个光开关与所述光纤连接器光路连接，所述光隔离装置具有一个输入口(A)、一个输出口(B)和一个反射出口(C)，输入口(A)对应所述光开关的输出，输出口(B)通过单根光纤配接到光纤连接器，反射出口(C)连接探测器。
进一步的，所述单根光纤与光纤连接器的透镜中心轴同轴设置。
进一步的，所述光隔离装置为法拉第旋光器或者分路器。
本发明将激光器分为测试激光器和发火激光器，并且通过光开关在需要的时候切入发射光路中，从而避免了误发火的情况发生。采用单光纤方式，同一根光纤既作为发射光路也作为反射光路，利用光隔离装置将反射光引入探测器实现检测。单光纤方式不存在双光纤的耦合状态偏差问题。
而且，光隔离装置还能够确保反射光不会经由反射光路进入激光器接收端面，提高了激光器的使用寿命。
附图说明
图1是现有技术的激光点火起爆器系统框图；
图2是双光纤与透镜耦合的光路传输示意图；
图3(a)、图3(b)分别是双光纤与外部套管的理论耦合状态和实际耦合状态图；
图4是单光纤与透镜耦合的光路传输示意图；
图5是本发明实施例的激光点火器系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
激光点火起爆器实施例
如图5所示，激光点火起爆器，包括激光器、探测器、光纤连接器和光隔离装置，光纤连接器用于与起爆器连接。激光器包括一个发火激光器和一个测试激光器，发火激光器和测试激光器通过一个光开关与所述光纤连接器光路连接，所述光隔离装置具有一个输入口A、一个输出口B和一个反射出口C，输入口A对应所述光开关的输出，输出口B通过单根光纤配接到光纤连接器，反射出口C连接探测器
为了避免了误发火的情况发生，将激光器分为测试激光器和发火激光器，发火激光器和测试激光器通过一个光开关与光纤连接器光路连接。
系统工作时，先由测试激光器发射一组荧光信号经系统传输至终端，以双光纤方式，探测器从反射光纤光路接收反射信号，探测器依据所接收信号的强度判断系统链路的可靠性。当探测器所接收信号能量在测试阈值范围内时，系统将光路切换至发火激光器，并由发火激光器发射一组激光能量，经系统传递至终端，引爆起爆器，实现系统点火功能。
原理如图4所示，激光器发射的测试荧光信号发射到光纤连接器，光纤处于透镜中心位置，经过内置的透镜反射，光信号会经原光路返回。经隔离装置进入探测器，探测器依据所接收信号的强度判断系统链路的可靠性。
系统工作时，激光器发射一组荧光信号经系统传输至终端，经终端内置的透镜反射，经隔离装置进入探测器，经探测器对信号强度的判断后。当探测器所接收信号能量在测试阈值范围内时，激光器发射一组激光能量，经系统传递至终端，引爆起爆器，实现系统点火功能。
光隔离装置可以采用法拉第旋光器或者分路器来实现。单根光纤与光纤连接器的透镜中心轴同轴设置。
激光点火起爆系统实施例
激光点火起爆系统，包括两个或两个以上的激光点火起爆器，激光点火起爆器与以上实施例中的激光点火起爆器完全相同，故不再赘述。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种激光点火起爆器，包括激光器、探测器、光纤连接器和光隔离装置，光纤连接器用于与起爆器连接，其特征在于，所述激光器包括一个发火激光器和一个测试激光器，发火激光器和测试激光器通过一个光开关与所述光纤连接器光路连接，所述光隔离装置具有一个输入口(A)、一个输出口(B)和一个反射出口(C)，输入口(A)对应所述光开关的输出，输出口(B)通过单根光纤配接到光纤连接器，反射出口(C)连接探测器。
2.根据权利要求2所述的一种激光点火起爆器，其特征在于，所述单根光纤与光纤连接器的透镜中心轴同轴设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种激光点火起爆器，其特征在于，所述光隔离装置为法拉第旋光器或者分路器。
4.一种激光点火起爆系统，包括至少两个激光点火起爆器，每个激光点火起爆器包括激光器、探测器、光纤连接器和光隔离装置，光纤连接器用于与起爆器连接，其特征在于，所述激光器包括一个发火激光器和一个测试激光器，发火激光器和测试激光器通过一个光开关与所述光纤连接器光路连接，所述光隔离装置具有一个输入口(A)、一个输出口(B)和一个反射出口(C)，输入口(A)对应所述光开关的输出，输出口(B)通过单根光纤配接到光纤连接器，反射出口(C)连接探测器。
5.根据权利要求4所述的一种激光点火起爆系统，其特征在于，所述单根光纤与光纤连接器的透镜中心轴同轴设置。
6.根据权利要求4或5所述的一种激光点火起爆系统，其特征在于，所述光隔离装置为法拉第旋光器或者分路器。
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