CN107589491B - 浮力型光纤开关 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种浮力型光纤开关,包括底座,浮力键,发射光纤和接收光纤,所述底座侧面设有配重孔、中部开有中心孔槽,中心孔槽的四周设有凸起点,浮力键上有通孔,底部有穿孔,所述发射光纤和接收光纤从底座两侧的孔插入直至中心孔槽前,所述浮力键的下端通过底座的中心孔槽插入,底部通过连接销和穿孔固定,构成按键式光纤开关。本发明针对光纤在液体中的传输特性,将两根光纤置于一个设计合理的光机复合体系中,设计了浮力按键,利用液体的浮力使浮力键自动产生复原力,不需要诸如弹簧,磁性等复原力装置,省去光纤准直器等额外配置,降低成本,成为一种适用于液体中的按键式光纤开关器件。
Description
技术领域
本发明属于光纤传感技术领域,具体涉及一种浮力型光纤开关。
背景技术
光纤传感器的优势是结构精密,灵敏度高,缺点是制造成本高。对于强度调制型光纤传感器,结构上的布局和设计非常重要,光纤位移或位置传感装置结构上比较简单,适合精度要求不同的应用场合,需要考虑材料和光机体系的复合性能。
公开号为CN102854568A的一种智能变电站无源光纤开关及其安措隔离方法,遮挡板安置于左右两个光纤准直器中,触发开关与遮挡板相连,由于可靠性要求高,故使用了成本稍高的光纤准直器。
公开号为CN202771273U的一种光纤液位开关控制器和公开号为CN102830719A的光纤式防溢油控制系统及控制方法,使用了浮球作为触发联动机构,但为被动式构造。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷,本发明的目的是提供一种浮力型光纤开关,能够在液体中提供即时开关作用,浮力键因自身所受浮力自然浮起,并受光纤开关的牵引而不会脱离开关整体。当外力(非浮力)施加于浮力键时,浮力键克服浮力作用而向液体深处移动,浮力键中间的通孔使得两端光纤由遮挡状态变为通光状态,导致“开”、“关”两种状态的形成。
本发明的构思如下:
光纤具有光传输本领,由光纤端面发出的光具有发散效应,当两根光纤相对排列时,根据光纤的结构参数、场形、位形等变化可以得到不同的传输效率,将这种相对排列的光纤做成接近开关或通断开关,另一方面,由于液体的折射率一般大于空气,因而在液体中,光的会聚能力得到加强,部分抵消了液体的光传输损耗。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种浮力型光纤开关,包括底座,浮力键,发射光纤和接收光纤,所述底座侧面设有配重孔、中部开有中心孔槽,中心孔槽的四周设有凸起点,浮力键上有通孔,底部有穿孔,所述发射光纤和接收光纤从底座两侧的孔插入直至中心孔槽前,所述浮力键的下端通过底座的中心孔槽插入,底部通过连接销和穿孔固定,构成按键式光纤开关;当光纤开关置于液体中时,浮力键由于液体的浮力作用向上浮起,但并未脱离底座,而底座悬浮或固定于液体中,发射光纤和接收光纤处于非导通状态,当对浮力键表面施加向下的压力,浮力键沿着中心孔槽向下移动到与凸起点接触时,浮力键的通孔使发射光纤和接收光纤光导通。
浮力键的遮挡和通光设计可以相反,即可以在浮起时通光,按下时遮光。
所述配重孔根据浮力大小要求装配物料,或使用直杆穿过配重孔将底座固定于液体中,配重孔的数量不限。
与现有技术相比,本发明具有如下实质性特点和优点:
浮力型光纤开关不使用光纤准直器、透镜等光学元件,可以简化装置和降低成本。
浮力键因液体浮力自然浮起,只在受压状态下触动光纤通断,在外力撤去时光纤开关自动恢复原来状态,从结构上省去了诸如弹簧,磁性恢复等外加恢复力部件和装置。
在液体场合,需要绝缘防漏隔离,此类光纤开关本身无源,非电磁性,可应用于此。
本发明针对光纤在液体中的传输特性,将两根光纤置于一个设计合理的光机复合体系中,设计了浮力按键,利用液体的浮力使浮力键自动产生复原力,不需要诸如弹簧,磁性等复原力装置,省去光纤准直器等额外配置,降低成本,成为一种适用于液体中的按键式光纤开关器件。
附图说明
图1为浮力型光纤开关外形图。
图2为底座构造图。
图3为浮力键构造图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明装置的具体实施例作进一步的说明。
如图1、图2和图3所示,一种浮力型光纤开关,包括底座1,浮力键2,发射光纤3和接收光纤4,所述底座1侧面设有配重孔5、中部开有中心孔槽6,中心孔槽6的四周设有凸起点7,浮力键2上有通孔8,底部有穿孔9,所述发射光纤3和接收光纤4从底座1两侧的孔插入直至中心孔槽6前,所述浮力键2的下端通过底座1的中心孔槽6插入,底部通过连接销和穿孔9固定,构成按键式光纤开关;当光纤开关置于液体中时,浮力键2由于液体的浮力作用向上浮起,但并未脱离底座1,而底座1悬浮或固定于液体中,发射光纤3和接收光纤4处于非导通状态,当对浮力键2表面施加向下的压力,浮力键2沿着中心孔槽6向下移动到与凸起点7接触时,浮力键2的通孔8使发射光纤3和接收光纤4光导通。
浮力键2的遮挡和通光设计可以相反,即可以在浮起时通光,按下时遮光。
底座上的凸起点7可以减少浮力键2与底座1之间的接触面,减小表面张力和附着力的作用,并同时起到限位作用。
所述配重孔5根据浮力大小要求装配物料,或使用直杆穿过配重孔5将底座1固定于液体中,配重孔5的数量不限。
发射光纤3和接收光纤4的光纤品种材料不限于石英或塑料光纤。所用光纤的芯径,外径,传导模式、数值孔径等参数可以变化。
Claims (3)
1.一种浮力型光纤开关,其特征在于,包括底座(1),浮力键(2),发射光纤(3)和接收光纤(4),所述底座(1)侧面设有配重孔(5)、中部开有中心孔槽(6),中心孔槽(6)的四周设有凸起点(7),浮力键(2)上有通孔(8),底部有穿孔(9),所述发射光纤(3)和接收光纤(4)从底座(1)两侧的光纤孔插入直至中心孔槽(6)前,所述浮力键(2)的下端通过底座(1)的中心孔槽(6)插入,底部通过连接销和穿孔(9)固定,构成按键式光纤开关;当光纤开关置于液体中时,浮力键(2)由于液体的浮力作用向上浮起,但并未脱离底座(1),而底座(1)悬浮或固定于液体中,发射光纤(3)和接收光纤(4)处于非导通状态,当对浮力键(2)表面施加向下的压力,浮力键(2)沿着中心孔槽(6)向下移动到与凸起点(7)接触时,浮力键(2)的通孔(8)使发射光纤(3)和接收光纤(4)光导通。
2.根据权利要求1所述的浮力型光纤开关,其特征在于:当底座(1)悬浮于液体中时,所述配重孔(5)根据浮力大小要求装配物料,配重孔(5)的数量不限。
3.根据权利要求1所述的浮力型光纤开关,其特征在于:当底座(1)固定于液体中时,使用直杆穿过配重孔(5)将底座(1)固定于液体中,配重孔(5)的数量不限。
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