CN111862560B - 预警装置、玻璃固定设备、玻璃预警系统及玻璃预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种预警装置，包括发射机构、二维光栅、接收机构和预警机构，发射机构用于发出第一平面入射光和第二平面入射光；二维光栅与发射机构相对，二维光栅用于将第一平面入射光和第二平面入射光分别转化成第一衍射光和第二衍射光；接收机构与发射机构分别设置于二维光栅的同侧，接收机构用于接收第一衍射光和第二衍射光，并获取第一衍射光和第二衍射光形成的干涉图像；预警机构与接收机构信号连接，用于根据干涉图像确定应力值，并根据应力值判断是否发出预警信号。本发明提供的预警装置基于光栅干涉的原理获得应力值，有效解决了虚警问题且不受噪声环境干扰。本发明实施例还提供一种玻璃固定设备、玻璃预警系统和玻璃预警方法。

Description

预警装置、玻璃固定设备、玻璃预警系统及玻璃预警方法

技术领域

本申请涉及预警装置技术领域，具体而言，涉及一种预警装置、玻璃固定设备、玻璃预警系统及玻璃预警方法。

背景技术

目前的高层建筑中，均可能存在室内或者室外的玻璃由于外界冲击波或者装修、安装不当等等造成的破裂。比如电梯附近的玻璃幕墙，常常因为电梯的不正常运行引起的振动，会出现裂纹，导致破裂。人们通过观察玻璃上的裂纹判断是否进行替换。这种预警措施安全隐患大，且预警时间较缓慢。存在高层玻璃破碎后掉落砸伤行人的危险。

目前高层玻璃的破碎预警装置主要是三种，第一种是光电智能建筑玻璃中装有预警芯片。第二种是声控型玻璃破碎预警器，第三种是包含声控—震动型和次声波—玻璃破碎高频声响型的玻璃破碎预警器。第一种预警器只有在裂纹达到5mm以上才能报警，预警精度不够。第二种和第三种预警器的应用场景都比较受限，如果玻璃附近有厚重的窗帘、百叶窗之类的会吸收声波的物体，会造成探测性能的下降；此外，在较为嘈杂的环境中比较难以准确探测，误报或者虚警概率较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预警装置、玻璃固定设备、玻璃预警系统及玻璃预警方法，以解决上述问题。本发明实施例通过以下技术方案来实现上述目的。

第一方面，本发明实施例提供一种预警装置，包括发射机构、二维光栅、接收机构和预警机构，发射机构用于发出第一平面入射光和第二平面入射光；二维光栅与发射机构相对，二维光栅用于将第一平面入射光和第二平面入射光分别转化成第一衍射光和第二衍射光；接收机构与发射机构分别设置于二维光栅的同侧，接收机构用于接收第一衍射光和第二衍射光，并获取第一衍射光和第二衍射光形成的干涉图像；预警机构与接收机构信号连接，预警机构用于根据干涉图像确定应力值，并根据应力值判断是否发出预警信号。

在一种实施方式中，第一平面入射光包括位于第一平面的第一入射光和第二入射光，第二平面入射光包括位于第二平面的第三入射光和第四入射光，第一平面垂直于第二平面。第一平面入射光和第二平面入射光分别沿相互垂直的两个平面入射至二维光栅，从而得出两个方向的干涉图，提高了获取的应力值的准确度。

在一种实施方式中，第一入射光以第一利特罗角入射至二维光栅，第二入射光以第二利特罗角入射至二维光栅，第一利特罗角等于第二利特罗角且大于20°；第三入射光以第三利特罗角入射至二维光栅，第四入射光以第四利特罗角入射至二维光栅，第三利特罗角等于第四利特罗角且大于20°。以获得更准确的干涉图像。

在一种实施方式中，接收机构设置于第一衍射光或第二衍射光的延长线上，接收机构包括接收透镜和成像元件，接收透镜位于成像元件和二维光栅之间，用于将第一衍射光和第二衍射光会聚至成像元件，成像元件用于对第一衍射光和第二衍射光形成的干涉图像成像。对第一衍射光和第二衍射光形成的干涉图像成像。

在一种实施方式中，发射机构包括第一激光器、第二激光器、第三激光器和第四激光器，第一平面入射光包括第一入射光和第二入射光，第二平面入射光包括第三入射光和第四入射光，第一激光器用于发射第一入射光，第二激光器用于发射第二入射光，第三激光器用于发射第三入射光，第四激光器用于发射第四入射光。第一入射光、第二入射光、第三入射光和第四入射光分别由第一激光器、第二激光器、第三激光器和第四激光器发出。

在一种实施方式中，发射机构包括第一激光器、第一分光器、第二激光器和第二分光器，第一平面入射光包括第一入射光和第二入射光，第二平面入射光包括第三入射光和第四入射光，第一激光器发射的激光经第一分光器分光形成第一入射光和第二入射光，第二激光器发射的激光经第二分光器分光形成第三入射光和第四入射光。第一入射光、第二入射光由第一激光器经第一分光器分光形成，第三激光器和第四激光器由第二激光器经第一分光器分光形成。

第二方面，本发明实施例还提供一种玻璃固定设备，包括固定机构以及预警装置，预警装置安装于固定机构，固定机构用于固定玻璃。

第三方面，本发明实施例还提供一种玻璃预警系统，包括玻璃以及预警装置，预警装置安装述玻璃的表面。

在一种实施方式中，玻璃为透光结构且包括相背的第一安装面和第二安装面，二维光栅安装于第一安装面，发射机构和接收机构安装于第二安装面。二维光栅、发射机构和接收机构的安装方式。

第四方面，本发明实施例还提供一种玻璃预警方法，包括步骤：在玻璃表面设置二维光栅；向二维光栅发射第一平面入射光和第二平面入射光；获取第一平面入射光经二维光栅衍射后的第一衍射光，获取第二平面入射光经二维光栅衍射后的第二衍射光，并获取第一衍射光和第二衍射光形成的干涉图像；根据干涉图像确定玻璃所受应力值，当应力值大于或等于应力阈值时发出预警信号；根据预警信号发出警报。

相较于现有技术，本发明提供的预警装置、玻璃固定设备、玻璃预警系统及玻璃预警方法，通过二维光栅将发射机构发出第一平面入射光和第二平面入射光分别转化为第一衍射光和第二衍射光，并通过接收机构获取所述第一衍射光和所述第二衍射光形成的干涉图像，再根据干涉图像确定应力值，并根据应力值判断是否发出预警信号，预警灵敏度高、且不受噪声环境干扰，可以有效解决预警装置的虚警问题。

本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的安装于玻璃上的预警装置的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的预警装置内部的光路图。

图3是本发明实施例提供的接收机构记录的零点位移图。

图4是本发明实施例提供的接收机构记录的干涉图。

图5是本发明一种实施方式提供的预警装置的光路图。

图6是本发明实施例提供的玻璃固定设备的结构示意图。

图7是本发明一种实施方式提供的玻璃固定设备的结构示意图。

图8是本发明实施例提供的玻璃预警系统的结构示意图。

图9是本发明一种实施方式提供的玻璃预警系统的结构示意图。

图10是本发明实施例提供的玻璃预警方法的流程图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

玻璃固定设备1、预警装置10、发射机构11、第一激光器111(第一激光器111a)、第二激光器112(第二激光器112a)、第三激光器113、第四激光器114、二维光栅13、入光面132、遮光面134、接收机构15、接收透镜151、成像元件153、预警机构17、外壳18、支柱19、固定机构20、玻璃预警系统3、玻璃30、第一安装面31、第二安装面33、第一利特罗角θ1、第二利特罗角θ2、第三利特罗角θ3、第四利特罗角θ4、第一分光器115、第一反射件116、第二反射件117、第二分光器118、第二反射件119、第二反射件1110

具体实施方式

为了便于理解本实施例，下面将参照相关附图对本实施例进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实施例中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1，本发明实施例提供一种预警装置10，包括发射机构11、二维光栅13、接收机构15和预警机构17，二维光栅13与发射机构11相对，接收机构15与发射机构11分别设置于二维光栅13的同侧。预警机构17与接收机构15信号连接，预警机构17用于判断是否发出预警信号。

本发明实施例提供的预警装置10可以应用于贵重物品柜台如珠宝店、展览橱窗、博物馆等场合，还可以应用于高级智能家居、高级酒店、别墅、高级的娱乐场所和写字楼，或者玻璃隔断、屏风隔断、玻璃幕墙，以及其他需要进行应力测量的场景。

第一平面入射光包括第一入射光和第二入射光，第一入射光和第二入射光位于第一平面；第二平面入射光包括第三入射光和第四入射光，第三入射光和第四入射光位于第二平面；第一平面垂直于第二平面。在本实施例中，第一平面入射光和第二平面入射光均为激光，且第一平面为XY平面、第二平面为YZ平面。在本实施例中，第一入射光、第二入射光、第三入射光和第四入射光的波长都可以相同，并且光强也可以相同，以减少对形成的干涉图像的影响；作为一种示例，第一入射光、第二入射光、第三入射光和第四入射光的波长可以是780纳米。

请参阅图1和图2，第一入射光以第一利特罗角θ1入射至二维光栅13，第二入射光以第二利特罗角θ2入射至二维光栅13，第三入射光以第三利特罗角θ3入射至二维光栅13，第四入射光以第四利特罗角θ4入射至二维光栅13，其中利特罗角是入射光线与二维光栅13接收光线的表面法线之间的夹角。在本实施例中，第一利特罗角θ1可以等于第二利特罗角θ2；第三利特罗角θ3可以等于第四利特罗角θ4。具体地，第一利特罗角θ1大于20°，且第三利特罗角θ3大于20°，以利于发射机构11的安装。作为一种示例，第一入射光为红光、第二入射光为绿光，红光和绿光分别是以-1级和+1级衍射角度(利特罗角)入射到二维光栅13表面，经过二维光栅13衍射后，均以二维光栅13的法线方向继续入射至接收机构15。垂直-1级的衍射光波和+1级的衍射光波的波前可以分别用如下公式表示：

其中E代表波前，可以根据E计算出玻璃沿X方向的位移，X方向的位移与玻璃受到X方向的拉力对应；A和B分别代表第一激光器111和第二激光器112发出的光形成的衍射光，±1分别代表衍射级次；p是二维光栅13的周期；u(x，y)是干涉图上(x，y)位置处面内位移。而w(x,y)是面外位移，对应于二维光栅13表面因为受到载荷而产生的变形。同理，对于第三入射光和第四入射光，可以分别得出第三入射光和第四入射光的衍射光波的波前，根据该波前计算出玻璃沿Z方向的位移，Z方向的位移与玻璃受到Z方向的拉力对应。在本实施例中，第一平面的第一入射光、第二入射光和第二平面的第三入射光、第四入射光的衍射光会两两干涉进而得出一副干涉图，干涉图可以通过接收结构进行成像并显示，具体地，可以根据干涉图用相位展开算法可以得出X方向和Z方向的条纹位移量。F表示玻璃受到的外力。如图2所示，玻璃受到了上下的拉力造成应力形变。

对于包含由于异常振动、噪声引起的显著的面外位移，干涉图图像平面内的强度分布可以描述如下：

式中：a是局部背景值，b是局部对比度，p是二维光栅13的周期。U是面内位移,u_f(x，y)是由平面外位移w(x，y)引起的二维光栅13局部倾斜而引入的位移的函数。x和y是干涉图上的横坐标和纵坐标；u_f(x，y)与w(x，y)之间的关系如下：

用于光栅干涉测量的二维光栅13的空间频率f取决于入射光的入射角θ和波长λ。这些值之间的关系如下：其中入射角θ是指入射光线与法线之间的夹角。例如红色和黄色线段之间的夹角(第一利特罗角θ1)，绿色线段和黄色线段之间的夹角(第二利特罗角θ2)，这个方程也叫光栅方程。

其中f是二维光栅13的空间频率。P是二维光栅13的周期。θ是入射角。λ是波长。为了方便预警装置10的安装，入射角θ一般要大于20°，对于波长780nm，空间频率在438到1282线/mm之间，例如1200线/mm。在其他实施方式中，第一平面入射光和第二平面入射光还可以是其他波长和其他的二维光栅13周期，在波长和二维光栅13周期(或频率)确定的情况下，入射光对应的利特罗角可以通过光栅方程算出来。

为了消除条纹分布中的相位跳变，需要相位展开算法。根据相位的不同，mod 2π映射的结构有几种算法可用。

包括：1、逐行扫描(x和y方向)，当条纹质量很高时使用；当存在噪声和区域不连续时，它失效。2、生成树算法，它检查中心像素与其相邻像素之间的相位差，并选择具有最小梯度的路径。另一种方法使用每个像素的振幅作为遍历相位图(最大交叉振幅生成树)的标准。由于其速度和结果的质量，这是最流行的标准质量映射算法。调制队列算法使用所谓的“质量映射”，由局部调制和相位模2π梯度值定义。该算法适用于含噪图像和干涉图区域。3、利用连续相位mod2π映射确定实际N(x，y)的时间展开。

如果位移场(u(x，y)，v(x，y))已知，则可以计算出试样在荷载作用下的应变场。实际上，它是通过位移数据的微分来实现的。面内应变由下列方程给出：

式中：Δx’＝(1/β)Δx和Δy’＝(1/β)Δyβ-成像系统放大率，Δx，Δy-CCD矩阵平面上像素之间的距离，2p-进行微分的像素数。

应通过计算样本平面中已知线性距离内的像素数，得出每个配置的系统放大率β

式中：k_x，k_y——标准线性距离的实际像素数d_x，d_y——标准线性距离

请参阅图3和图4，在实际使用过程中需要设置预警装置10进行定期自标定，用于消除测量结果中由于预警装置10安装到玻璃上引起的安装误差。例如，每天定时进行一次自动标定测量，记录此时的干涉图为0r，解算出零点位移图。此时干涉图中显示的位移为预警装置10安装状态下零负载的受力情况。在平时的测量中，用拍摄的干涉图0m-0r为消除了安装造成的应力得出的位移图(由于噪声或者异常振动造成的面外位移)，再利用位移数据的微分即可求出玻璃的内应力。

由于本实施例的预警装置10主要是利用了光学原理，因此不会受到声波的干扰，即使是高分贝噪音造成的振动可以从面外位移中识别出，并且和内部应力单独计算。因此，本实施例的预警装置10可以作为准确判断玻璃应力形变的依据，预警精度高，不会出现虚警的情况。本实施例提供的预警装置10不仅可以在玻璃破碎后发出警报，而且在玻璃破碎之前就可以进行预警，提醒用户即时更换或者调整，保护了用户的财产和生命安全。

请继续参阅图1和图2，发射机构11用于发出第一平面入射光和第二平面入射光。在本实施例中，发射机构11包括第一激光器111、第二激光器112、第三激光器113和第四激光器114，其中，第一激光器111用于发射第一入射光，第二激光器112用于发射第二入射光，第三激光器113用于发射第三入射光，第四激光器114用于发射第四入射光。第一激光器111、第二激光器112、第三激光器113和第四激光器114的功率等参数可以相同，以使第一入射光、第二入射光、第三入射光和第四入射光的波长、空间频率光强等参数相同。

接收机构15设置于第一衍射光或第二衍射光的延长线上，用于接收第一衍射光和第二衍射光，并获取第一衍射光和第二衍射光形成的干涉图像。具体地，接收机构15包括接收透镜151和成像元件153，接收透镜151位于成像元件153和二维光栅13之间，用于将第一衍射光和第二衍射光会聚至成像元件153，接收透镜151可以是双凸透镜、平凸透镜或者凹凸透镜的一种，具有将第一衍射光和第二衍射光会聚至成像元件153的作用即可。成像元件153用于对第一衍射光和第二衍射光形成的干涉图像成像，在本实施例中，成像元件153可以是相机。

二维光栅13用于将第一平面入射光和第二平面入射光分别转化成第一衍射光和第二衍射光。二维光栅13包括相背的入光面132和遮光面134，其中，入光面132与发射机构11和接收机构15相对，第一平面入射光和第二平面入射光经入光面132入射至二维光栅13，遮光面134位于二维光栅13远离发射机构11的一侧，遮光面134不透光，因此不会有外界光线入射至二维光栅13内。在本实施例中，二维光栅13可以采用光栅贴纸，可以直接贴合到玻璃表面或者其他安装表面。

预警机构17用于根据干涉图像确定应力值，并根据应力值判断是否发出预警信号和警报。具体地，在本实施例中，预警机构17至少包括信号连接的报警器和处理器。处理器至少包括处理电路和比较电路，处理电路用于根据干涉图像计算出玻璃所受的即时应力值，比较电路用于比较玻璃所受的即时应力值与一个预设的玻璃的应力阈值的大小，当即时应力值大于或等于应力阈值时可以向所述报警器发送预警信号，当应力值小于应力阈值时则不发送预警信号报警器用于发出警报，提醒玻璃可能发生破碎，报警器可以是蜂鸣器、报警灯或者其他类型的报警器。在其他实施方式中，预警机构17还可以包括存储器，存储器用于预存玻璃的应力阈值。

在本实施例中，应力阈值可以由厂家提供，不同批次的玻璃可能会略有不同。

应力阈值举例而言，玻璃的应力阈值可以通过以下方式获取。利用角度可调冲击力试验仪设定不同的力分别冲击被测玻璃，并实时记录玻璃应力变化&时间曲线。并将其与高速相机拍摄的一系列玻璃从完整到初始破裂到破碎的照片的时间点对应起来。通过时间点进行对比，可以确定玻璃破碎时的应力阈值。由于不同厂家的玻璃具有不同的质量，因此需要针对不同批次的玻璃进行分别的测量，以确定不同产品的破裂应力阈值。例如：使用力的大小为N的冲击力冲击玻璃批次P，记录一系列应力值ε(t)，t＝t1,t2,t3…tm。

将相机拍到的实际结果与应力变化的时间曲线进行比对，记录玻璃破碎时的应力ε(t0)，作为应力阈值。获得的应力阈值可以预先存储在预警装置10的存储器中。当开启预警装置10时，比较电路可以比较即时应力值与应力阈值，当ε(t)-εp大于等于零时，触发报警器发出警报。

在本实施例中，预警装置10还包括外壳18和支柱19，外壳18开设收容腔，用于收容发射机构11、二维光栅13、预警机构17和接收机构15等，支柱19连接于发射机构11和二维光栅13之间。由于二维光栅13与发射机构11通过支柱19连接，并且二维光栅13与发射机构11都收容于外壳18内，因此二维光栅13不会受环境光干扰，也不受到附近的其他窗帘、百叶窗等等物体的干扰，使得预警装置10的预警灵敏度高，避免出现虚警情况。

请参阅图5，在其他实施方式中，发射机构11包括第一激光器111a、第一分光器115、第一反射件116、第二反射件117、第二激光器112a、第二分光器118、第三反射件119和第四反射件1110，其中，第一激光器111a发射的激光经第一分光器115分光形成第一入射光和第二入射光，第一反射件116用于将第一入射光反射至二维光栅13，第二反射件117用于将第二入射光反射至二维光栅13；第二激光器112a发射的激光经第二分光器118分光形成第三入射光和第四入射光，第三反射件119用于将第三入射光反射至二维光栅13，第四反射件1110用于将第四入射光反射至二维光栅13。在本实施例中，第一分光器115和第二分光器118也可以是二维光栅13分束器或者光纤分束器等。第一反射件116、第二反射件117、第三反射件119和第四反射件1110可以是反光膜或具有反射功能的其他结构。

综上，本发明提供的预警装置10，通过二维光栅13将发射机构11发出第一平面入射光和第二平面入射光分别转化为第一衍射光和第二衍射光，并通过接收机构15获取所述第一衍射光和所述第二衍射光形成的干涉图像，再根据干涉图像确定应力值，并根据应力值判断是否发出预警信号，预警灵敏度高、且不受噪声环境干扰，可以有效解决预警装置10的虚警问题。

请参阅图6，本发明实施例还提供一种玻璃固定设备1，包括固定机构20以及预警装置10，预警装置10安装于固定机构20，固定机构20用于固定玻璃。在本实施例中，固定机构20可以是窗框，也就是说，可以将预警装置10安装至窗框。这样设置，消除了预警装置10对玻璃窗的透光面积的影响，使玻璃固定设备1整体外观更加简洁。

请参阅图7，在其他实施方式中，预警装置10还可以安装于窗把手中，在不影响窗把手使用的基础上，不会影响玻璃窗的透光面积。

请参阅图8，本发明实施例还提供一种玻璃预警系统3，包括玻璃30以及预警装置10，预警装置10安装于玻璃30的表面。

在本实施例中，玻璃30为透光结构，以使发射机构11发出第一平面入射光和第二平面入射光可以入射到二维光栅13，并且第一衍射光和所述第二衍射光可以入射至接收机构15。玻璃30包括相背的第一安装面31和第二安装面33，其中第一安装面31可以是位于室内的内表面，第二安装面33可以是位于室外的外表面。在本实施例中，二维光栅13可以安装于第一安装面31，发射机构11和接收机构15可以安装于第二安装面33。即二维光栅13和发射机构11或接收机构15分别安装于玻璃30不同的表面，安装方式可以是贴合。

请参阅图9，在其他实施方式中，二维光栅13、发射机构11和接收机构15均安装于玻璃30的同侧，也就是说，二维光栅13、发射机构11和接收机构15可以同时安装于第一安装面31或者第二安装面33。

本发明提供的玻璃预警系统3包括预警装置10，同样具有预警灵敏度高、且不受噪声环境干扰，可以有效解决虚警问题。

请参阅图1、图2和图10，本发明实施例还提供一种玻璃预警方法，包括步骤S1至S5。

S1:在玻璃表面设置二维光栅13。

在本实施例中，二维光栅13可以采用光栅贴纸，因此可以通过将二维光栅13直接贴合于玻璃表面，完成二维光栅13的安装。二维光栅13可以贴合于玻璃的内表面(位于室内的表面)也可以贴合于玻璃的外表面(位于室外的表面)。在其他实施方式中，二维光栅13还可以通过背胶或者其他方式安装于玻璃表面。

S2:向二维光栅13发射第一平面入射光和第二平面入射光。

发射机构11向二维光栅13发射第一平面入射光和第二平面入射光，其中第一平面入射光或第二平面入射光可以由激光器直接发出，也可以是激光器发出的激光经过分光、反射等方式入射至二维光栅13。在本实施例中，第一平面入射光位于XY平面，包括第一入射光和第二入射光，分别由第一激光器111和第二激光器112发出；第二平面入射光位于YZ平面，包括第三入射光和第四入射光，分别由第三激光器113和第四激光器114发出。

S3:获取第一平面入射光经二维光栅13衍射后的第一衍射光，获取第二平面入射光经二维光栅13衍射后的第二衍射光，并获取第一衍射光和第二衍射光形成的干涉图像。

在本实施例中，通过接收机构15获取第一衍射光和第二衍射光，具体地，接收机构15包括接收透镜151和成像元件153，接收透镜151位于成像元件153和二维光栅13之间，用于将第一衍射光和第二衍射光会聚至成像元件153，成像元件153用于获取第一衍射光和第二衍射光形成的干涉图像。

S4:根据干涉图像确定玻璃所受应力值，当应力值大于或等于应力阈值时发出预警信号。

在本实施例中，通过预警机构17根据干涉图像确定玻璃所受应力值，当应力值大于或等于应力阈值时发出预警信号。其中应力阈值可以由厂家提供，不同批次的玻璃应力阈值可能会略有不同。

S5:根据预警信号发出警报。

在本实施例中，预警机构17还可以包括警报器，警报器可以根据预警信号发出警报，提醒玻璃可能破碎。

综上，本发明提供的玻璃预警方法，通过二维光栅13将发射机构11发出第一平面入射光和第二平面入射光分别转化为第一衍射光和第二衍射光，并通过接收机构15获取所述第一衍射光和所述第二衍射光形成的干涉图像，再根据干涉图像确定应力值，并根据应力值判断是否发出预警信号，预警灵敏度高、且不受噪声环境干扰，可以有效解决虚警问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种预警装置，其特征在于，包括；

发射机构，用于发出第一平面入射光和第二平面入射光，所述第一平面入射光包括第一入射光和第二入射光，所述第一入射光和所述第二入射光位于第一平面，所述第二平面入射光包括第三入射光和第四入射光，所述第三入射光和所述第四入射光位于第二平面，所述第一平面垂直于所述第二平面；

二维光栅，与所述发射机构相对，所述二维光栅用于接收所述第一平面入射光和所述第二平面入射光，并将所述第一平面入射光和所述第二平面入射光分别转化成第一衍射光和第二衍射光；

接收机构，与所述发射机构分别设置于所述二维光栅的同侧，所述接收机构用于接收所述第一衍射光和所述第二衍射光，并获取所述第一衍射光和所述第二衍射光形成的干涉图像；

预警机构，与所述接收机构信号连接，所述预警机构用于根据所述干涉图像确定应力值，并根据所述应力值判断是否发出预警信号。

2.根据权利要求1所述的预警装置，其特征在于，所述第一入射光以第一利特罗角入射至所述二维光栅，所述第二入射光以第二利特罗角入射至所述二维光栅，所述第一利特罗角等于所述第二利特罗角且大于20°；所述第三入射光以第三利特罗角入射至所述二维光栅，所述第四入射光以第四利特罗角入射至所述二维光栅，所述第三利特罗角等于所述第四利特罗角且大于20°。

3.根据权利要求1所述的预警装置，其特征在于，所述接收机构设置于所述第一衍射光或所述第二衍射光的延长线上，所述接收机构包括接收透镜和成像元件，所述接收透镜位于所述成像元件和所述二维光栅之间，用于将所述第一衍射光和所述第二衍射光会聚至所述成像元件，所述成像元件用于对所述第一衍射光和所述第二衍射光形成的干涉图像成像。

4.根据权利要求1所述的预警装置，其特征在于，所述发射机构包括第一激光器、第二激光器、第三激光器和第四激光器，所述第一激光器用于发射所述第一入射光，所述第二激光器用于发射所述第二入射光，所述第三激光器用于发射所述第三入射光，所述第四激光器用于发射所述第四入射光。

5.根据权利要求1所述的预警装置，其特征在于，所述发射机构包括第一激光器、第一分光器、第二激光器和第二分光器，所述第一激光器发射的激光经所述第一分光器分光形成所述第一入射光和所述第二入射光，所述第二激光器发射的激光经所述第二分光器分光形成所述第三入射光和所述第四入射光。

6.一种玻璃固定设备，其特征在于，包括固定机构以及如权利要求1-5任一项所述的预警装置，所述预警装置安装于所述固定机构，所述固定机构用于固定玻璃。

7.一种玻璃预警系统，其特征在于，包括玻璃以及如权利要求1-5任一项所述的预警装置，所述预警装置安装于所述玻璃的表面。

8.根据权利要求7所述的玻璃预警系统，其特征在于，所述玻璃为透光结构且包括相背的第一安装面和第二安装面，所述二维光栅安装于所述第一安装面，所述发射机构和所述接收机构安装于所述第二安装面。

9.一种玻璃预警方法，其特征在于，包括步骤：

在玻璃表面设置二维光栅；

向所述二维光栅发射第一平面入射光和第二平面入射光，所述第一平面入射光包括第一入射光和第二入射光，所述第一入射光和所述第二入射光位于第一平面，所述第二平面入射光包括第三入射光和第四入射光，所述第三入射光和所述第四入射光位于第二平面，所述第一平面垂直于所述第二平面；

获取所述第一平面入射光经所述二维光栅衍射后的第一衍射光，获取所述第二平面入射光经所述二维光栅衍射后的第二衍射光，并获取所述第一衍射光和所述第二衍射光形成的干涉图像；

根据所述干涉图像确定所述玻璃所受应力值，当所述应力值大于或等于应力阈值时发出预警信号；及

根据所述预警信号发出警报。

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