CN110285878B - 一种高频响的分布式光纤振动传感装置和实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高频响的分布式光纤振动传感装置和实现方法，具体涉及传感器技术领域，包括装置壳体，所述装置壳体内部设置有固定柱，所述固定柱一侧设置有安装杆，所述安装杆外侧设置有减震气囊，所述减震气囊与固定柱外侧之间设置有光纤，所述光纤一端连接有激光发射器，所述光纤另一端连接有激光接收器，所述装置壳体一端设置有检测机构；所述检测机构包括安装筒，所述安装筒设置于装置壳体表面，所述安装筒内部设置有检测筒。本发明通过检测杆带动压片压制光纤，通过改变光纤的弯曲度，实现改变光纤弯曲部处的整体光衰耗，利用激光接收器接收到的激光信息，根据激光的光衰耗得到振动检测信息。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高频响的分布式光纤振动传感装置和实现方法。
背景技术
目前，振动信息的探测分析已经在很多领域得到应用，随着技术的发展提高，也逐步应用于周界安防领域。现有的周界安防系统有脉冲围栏、红外对射、振动电缆、光纤振动传感器等多种监测系统，各系统的应用领域和性能也各不相同，光纤传感器各有其优点，有的灵敏度很高，有的频率响应很好，有的技术含量很高，能很好适应常见振动的信号转换，但是传感器接收到的振动力容易受到外界影响而抵消，减低了精确度，影响传感器的使用。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种高频响的分布式光纤振动传感装置和实现方法，通过检测杆带动压片压制光纤，光纤受到压力变形，通过改变光纤的弯曲度，实现改变光纤弯曲部处的整体光衰耗，利用激光接收器接收到的激光信息，根据激光的光衰耗得到振动检测信息，光纤缠绕六圈，提高光纤的整体光衰耗，增大光衰耗的数据，提高检测灵敏度高，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高频响的分布式光纤振动传感装置，包括装置壳体，所述装置壳体内部设置有固定柱，所述固定柱一侧设置有安装杆，所述安装杆外侧设置有减震气囊，所述减震气囊与固定柱外侧之间设置有光纤，所述光纤一端连接有激光发射器，所述光纤另一端连接有激光接收器，所述装置壳体一端设置有检测机构；
所述检测机构包括安装筒，所述安装筒设置于装置壳体表面，所述安装筒内部设置有检测筒，所述检测筒内部设置有检测杆，所述检测杆表面两侧均设置有固定条，所述固定条中部设置有弹力丝，所述检测杆一端设置有压片，所述压片为圆弧形设置，所述压片与减震气囊夹持光纤，且压制减震气囊向内凹陷。
在一个优选地实施方式中，所述固定柱顶端和底端均与装置壳体内壁固定连接，所述减震气囊套接设置于安装杆表面。
在一个优选地实施方式中，所述光纤形状设置为环形，缠绕圈数设置为六个，所述激光发射器和激光接收器均设置于装置壳体表面。
在一个优选地实施方式中，所述检测杆与检测筒呈中心共线设置，所述弹力丝数量设置为多个，且关于检测杆呈均匀对称设置。
在一个优选地实施方式中，所述压片表面设置有凹槽，所述凹槽数量设置为六个，且与光纤相匹配。
在一个优选地实施方式中，所述检测杆另一端设置有连接头，所述连接头螺纹连接设置有检测头，所述检测头由耐磨材料制成。
在一个优选地实施方式中，所述弹力丝两端均设置有安装固定头，所述检测筒内壁设置有安装螺孔，所述安装固定头与安装螺孔螺纹连接，所述安装筒与检测筒通过螺丝固定连接；
一种高频响的分布式光纤振动传感装置的实现方法，具体包括如下操作步骤：
步骤一：将装置固定安装在待检测物体表面，检测头与物体表面接触；
步骤二：启动激光发射器，连续向光纤发射激光，激光接收器接收激光信号；
步骤三：检测头接收到振动力，推动检测杆向检测筒内部运动，带动压片压制光纤；
步骤四：光纤受到压力变形，改变光纤的弯曲度，进而改变光纤弯曲部处的整体光衰耗；
步骤六：利用激光接收器接收到的激光信息，根据激光的光衰耗得到振动检测信息。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过将光纤缠绕设置在固定柱和减震气囊表面，检测头接收到振动力，推动检测杆向检测筒内部运动，带动压片压制光纤，光纤受到压力变形，通过改变光纤的弯曲度，实现改变光纤弯曲部处的整体光衰耗，利用激光接收器接收到的激光信息，根据激光的光衰耗得到振动检测信息，光纤缠绕六圈，提高光纤的整体光衰耗，增大光衰耗的数据，提高检测灵敏度高，振动力在检测杆上传导，不与弹力丝的弹力相接触，避免抵消振动力，影响振动检测的精确度；
2、本发明通过设置弹力丝，在检测杆受到振动的影响向装置内部运动时，拉紧弹力丝，当检测杆不受振动影响时，拉紧的弹力丝收缩，带动检测杆位置还原，便于检测杆能够跟随物体的振动频率，提高检测效果，振动力在检测杆上传导，不与弹力丝的弹力相接触，避免抵消振动力，影响振动检测的精确度，在压片压制光纤变形后，利用减震气囊抵消检测杆传导的振动力，通过安装固定头与安装螺孔的螺纹连接，方便弹力丝的安装固定，检测筒与安装筒的螺丝连接，方便检测筒的拆卸，方便装置的维护。
附图说明
图1为本发明的整体示意图。
图2为本发明的整体俯视剖面示意图。
图3为本发明检测筒的侧视剖面示意图。
图4为本发明检测杆的整体示意图。
图5为本发明弹力丝的整体示意图
图6为本发明图3的A部示意图
图7为本发明图1的B部示意图
附图标记为：1装置壳体、2固定柱、3安装杆、4减震气囊、5光纤、6激光发射器、7激光接收器、8安装筒、9检测筒、10检测杆、11固定条、12弹力丝、13压片、14连接头、15检测头、16安装固定头、17安装螺孔、18凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供了如图1-5所示的一种高频响的分布式光纤振动传感装置，包括装置壳体1，所述装置壳体1内部设置有固定柱2，所述固定柱2一侧设置有安装杆3，所述安装杆3外侧设置有减震气囊4，所述减震气囊4与固定柱2外侧之间设置有光纤5，所述光纤5一端连接有激光发射器6，所述光纤另一端连接有激光接收器7，所述装置壳体1一端设置有检测机构；
所述检测机构包括安装筒8，所述安装筒8设置于装置壳体1表面，所述安装筒8内部设置有检测筒9，所述检测筒9内部设置有检测杆10，所述检测杆10表面两侧均设置有固定条11，所述固定条11中部设置有弹力丝12，所述检测杆10一端设置有压片13，所述压片13为圆弧形设置，所述压片13与减震气囊4夹持光纤5，且压制减震气囊4向内凹陷。
进一步的，所述固定柱2顶端和底端均与装置壳体1内壁固定连接，所述减震气囊4套接设置于安装杆3表面。
进一步的，所述光纤5形状设置为环形，缠绕圈数设置为六个，所述激光发射器6和激光接收器7均设置于装置壳体1表面。
进一步的，所述检测杆10与检测筒9呈中心共线设置，所述弹力丝12数量设置为多个，且关于检测杆10呈均匀对称设置。
进一步的，所述压片13表面设置有凹槽18，所述凹槽18数量设置为六个，且与光纤5相匹配。
进一步的，所述检测杆10另一端设置有连接头14，所述连接头14螺纹连接设置有检测头15，所述检测头15由耐磨材料制成。
进一步的，所述弹力丝12两端均设置有安装固定头16，所述检测筒9内壁设置有安装螺孔17，所述安装固定头16与安装螺孔17螺纹连接，所述安装筒8与检测筒9通过螺丝固定连接；
一种高频响的分布式光纤振动传感装置的实现方法，具体包括如下操作步骤：
步骤一：将装置固定安装在待检测物体表面，检测头15与物体表面接触；
步骤二：启动激光发射器6，连续向光纤5发射激光，激光接收器7接收激光信号；
步骤三：检测头15接收到振动力，推动检测杆10向检测筒9内部运动，带动压片13压制光纤5；
步骤四：光纤5受到压力变形，改变光纤5的弯曲度，进而改变光纤5弯曲部处的整体光衰耗；
步骤六：利用激光接收器7接收到的激光信息，根据激光的光衰耗得到振动检测信息。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-3，在进行振动检测时，利用激光发射器6箱光纤5内部输送激光，检测头15接收到振动力，推动检测杆10向检测筒9内部运动，带动压片13压制光纤5，光纤5受到压力变形，改变光纤5的弯曲度，实现改变光纤5弯曲部处的整体光衰耗，利用激光接收器7接收到的激光信息，根据激光的光衰耗得到振动检测信息，光纤5缠绕六圈，提高光纤5的整体光衰耗，增大光衰耗的数据，提高检测灵敏度高；
参照说明书附图1-5，在检测杆10受到振动的影响向装置内部运动时，拉紧弹力丝12，当检测杆10不受振动影响时，拉紧的弹力丝12收缩，带动检测杆10位置还原，便于检测杆10能够跟随物体的振动频率，提高检测效果，振动力在检测杆10上传导，不与弹力丝12的弹力相接触，避免抵消振动力，影响振动检测的精确度，在压片13压制光纤5变形后，利用减震气囊4抵消检测杆传导的振动力，在进行安装弹力丝12时，安装固定头16与安装螺孔17的螺纹连接，方便弹力丝12的安装固定，检测筒9与安装筒8的螺丝连接，方便检测筒9的拆卸，方便装置的维护。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高频响的分布式光纤振动传感装置，包括装置壳体(1)，其特征在于：所述装置壳体(1)内部设置有固定柱(2)，所述固定柱(2)一侧设置有安装杆(3)，所述安装杆(3)外侧设置有减震气囊(4)，所述减震气囊(4)与固定柱(2)外侧之间设置有光纤(5)，所述光纤(5)一端连接有激光发射器(6)，所述光纤另一端连接有激光接收器(7)，所述装置壳体(1)一端设置有检测机构；
所述检测机构包括安装筒(8)，所述安装筒(8)设置于装置壳体(1)表面，所述安装筒(8)内部设置有检测筒(9)，所述检测筒(9)内部设置有检测杆(10)，所述检测杆(10)表面两侧均设置有固定条(11)，所述固定条(11)中部设置有弹力丝(12)，所述检测杆(10)一端设置有压片(13)，所述压片(13)为圆弧形设置，所述压片(13)与减震气囊(4)夹持光纤(5)，且压制减震气囊(4)向内凹陷。
2.根据权利要求1所述的一种高频响的分布式光纤振动传感装置，其特征在于：所述固定柱(2)顶端和底端均与装置壳体(1)内壁固定连接，所述减震气囊(4)套接设置于安装杆(3)表面。
3.根据权利要求1所述的一种高频响的分布式光纤振动传感装置，其特征在于：所述光纤(5)形状设置为环形，缠绕圈数设置为六个，所述激光发射器(6)和激光接收器(7)均设置于装置壳体(1)表面。
4.根据权利要求1所述的一种高频响的分布式光纤振动传感装置，其特征在于：所述检测杆(10)与检测筒(9)呈中心共线设置，所述弹力丝(12)数量设置为多个，且关于检测杆(10)呈均匀对称设置。
5.根据权利要求1所述的一种高频响的分布式光纤振动传感装置，其特征在于：所述压片(13)表面设置有凹槽(18)，所述凹槽(18)数量设置为六个，且与光纤(5)相匹配。
6.根据权利要求1所述的一种高频响的分布式光纤振动传感装置，其特征在于：所述检测杆(10)另一端设置有连接头(14)，所述连接头(14)螺纹连接设置有检测头(15)，所述检测头(15)由耐磨材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种高频响的分布式光纤振动传感装置，其特征在于：所述弹力丝(12)两端均设置有安装固定头(16)，所述检测筒(9)内壁设置有安装螺孔(17)，所述安装固定头(16)与安装螺孔(17)螺纹连接，所述安装筒(8)与检测筒(9)通过螺丝固定连接；
一种高频响的分布式光纤振动传感装置的实现方法，具体包括如下操作步骤：
步骤一：将装置固定安装在待检测物体表面，检测头(15)与物体表面接触；
步骤二：启动激光发射器(6)，连续向光纤(5)发射激光，激光接收器(7)接收激光信号；
步骤三：检测头(15)接收到振动力，推动检测杆(10)向检测筒(9)内部运动，带动压片(13)压制光纤(5)；
步骤四：光纤(5)受到压力变形，改变光纤(5)的弯曲度，进而改变光纤(5)弯曲部处的整体光衰耗；
步骤五 ：利用激光接收器(7)接收到的激光信息，根据激光的光衰耗得到振动检测信息。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210430 |
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