CN113670341A - 一种光纤信号传输的传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光纤信号传输的传感器，属于电子器件领域。一种光纤信号传输的传感器，包括提手、主壳体、与主壳体配合密封的可拆卸后盖、光电混接接口和报警灯气室组件；所述主壳体和后盖为不锈钢注塑材质，内部设置有主板，主板设置有电源模块、光电转换模块、敏感元件信号接口；报警灯气室组件内设置有敏感元件组件与报警灯组件；敏感元件组件通过敏感元件信号接口与主板连接，报警灯组件通过灯光报警模块与主板连接；主板上电源模块通过金属导线与光电混接接口连接，为主板供电，光电转换模块通过光纤与光电混接接口连接，与上级设备进行数据交互。本发明提高了矿用传感器的数据交互速率和抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明属于电子器件领域，涉及一种光纤信号传输的传感器。
背景技术
近几年随着安全监控系统升级改造的实施，基于RS485、CAN通讯技术的传感器设备及系统得到大量推广应用，解决了传统频率、电流传输抗干扰能力差的问题，取得了较好的应用效果。但是随着矿山物联网的发展，分站到交换机等安全监控系统传输层设备逐渐升级为光通讯制式，同时对传感器智能化提出了更高的要求，现有矿用传感器采用RS485、CAN通信接口等现场总线交互通讯，普遍存在交互速率慢、传输距离受限、瞬时通讯丢帧等等难题也逐渐暴露，因而研究基于光纤信号传输的的传感器对于煤矿智能化、信息化的发展具有十分重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光纤信号传输的传感器，针对光纤信号传输的传感器功能、光电混装接口设计以及传感器主板及敏感元件组件的设计提供了技术方案
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种光纤信号传输的传感器，包括提手、主壳体、与主壳体配合密封的可拆卸后盖、光电混接接口和报警灯气室组件；
所述主壳体和后盖为不锈钢注塑材质，内部设置有主板，主板设置有电源模块、光电转换模块、敏感元件信号接口；
所述报警灯气室组件内设置有敏感元件组件与报警灯组件；
所述敏感元件组件通过敏感元件信号接口与主板连接，报警灯组件通过灯光报警模块与主板连接；
所述主板上电源模块通过金属导线与光电混接接口连接，为主板供电，光电转换模块通过光纤与光电混接接口连接，与上级设备进行数据交互。
可选的，所述光电混接接口包括安装法兰、连接杯、光信号插针和电信号插针。
可选的，所述电信号插针包括电源正极和电源负极，光信号插针为一主一备两根。
可选的，所述主板还包括微处理器、显示模块、红外遥控模块、声报警模块和程序下载模块；
所述红外遥控模块通过遥控接收孔接收外部红外遥控设置信号，声报警模块与主壳体上的蜂鸣器连接，显示模块采用数码管或液晶文字显示方式，通过主壳体上的显示窗显示传感器检测数值和交互信息。
可选的，其特征在于所述敏感元件信号接口包括电源正极、电源负极和信号线，电源电压满足敏感元件组件的工作电压要求；
所述信号线采用UART、SPI或I2C的数字通讯方式。
可选的，所述敏感元件组件包括将气体浓度、压力等物理量转化为电信号的敏感元件，还包括与敏感元件配套的信号处理电路，还包括小体积封装的微处理器将敏感元件的电信号进行A/D转换，并计算出物理量测量值，然后通过敏感元件信号接口的信号线将测量值上传至主板进行显示及其他逻辑处理。
可选的，所述主板与光电转换模块采用TTL电平通讯，光电转换模块将电信号转换为光信号通过光纤传输给监测分站的光电转换模块，传感器主板上微处理器控制光电转换模块处于无光输出的接收状态。
可选的，所述传感器主板上微处理器实时读取敏感元件组件的物理量检测值，进行显示，并通过光电转换模块将检测值上传至监测分站，同时根据监测分站下发的或现场设置的报警点信息控制蜂鸣器和报警灯进行周期性声光报警。
本发明的有益效果在于：本发明提高了矿用传感器的数据交互速率和抗干扰能力，为智能化传感器大数据多信息的快速传输提供了硬件基础，推动了安全监控系统检测层设备的技术升级，为矿山物联网的全面推进提供了传感器端解决方案。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明外壳结构图；
图2为本发明光电混接接口；
图3为本发明主板原理图。
附图标记：1-提手、2-主壳体、3-后盖、4-光电混接接口、5-蜂鸣器、6-遥控接收孔、7-显示窗、8-报警灯气室组件、9-安装法兰、10-连接杯、11-光信号插针、12-电信号插针。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1～图3，一种光纤信号传输的传感器，包括提手1、主壳体2、与主壳体2配合密封的可拆卸后盖3、光电混接接口4和报警灯气室组件8；
所述主壳体2和后盖3为不锈钢注塑材质，内部设置有主板，主板设置有电源模块、光电转换模块、敏感元件信号接口；
所述报警灯气室组件8内设置有敏感元件组件与报警灯组件；
所述敏感元件组件通过敏感元件信号接口与主板连接，报警灯组件通过灯光报警模块与主板连接；
所述主板上电源模块通过金属导线与光电混接接口4连接，为主板供电，光电转换模块通过光纤与光电混接接口4连接，与上级设备进行数据交互。
所述光电混接接口4包括安装法兰9、连接杯10、光信号插针11和电信号插针12。
所述电信号插针12包括电源正极和电源负极，光信号插针11为一主一备两根。
所述主板还包括微处理器、显示模块、红外遥控模块、声报警模块和程序下载模块；
所述红外遥控模块通过遥控接收孔6接收外部红外遥控设置信号，声报警模块与主壳体上的蜂鸣器5连接，显示模块采用数码管或液晶文字显示方式，通过主壳体上的显示窗7显示传感器检测数值和交互信息。
所述敏感元件信号接口包括电源正极、电源负极和信号线，电源电压满足敏感元件组件的工作电压要求；
所述信号线采用UART、SPI或I2C的数字通讯方式。
所述敏感元件组件包括将气体浓度、压力等物理量转化为电信号的敏感元件，还包括与敏感元件配套的信号处理电路，还包括小体积封装的微处理器将敏感元件的电信号进行A/D转换，并计算出物理量测量值，然后通过敏感元件信号接口的信号线将测量值上传至主板进行显示及其他逻辑处理。
所述主板与光电转换模块采用TTL电平通讯，光电转换模块将电信号转换为光信号通过光纤传输给监测分站的光电转换模块，传感器主板上微处理器控制光电转换模块处于无光输出的接收状态。
所述传感器主板上微处理器实时读取敏感元件组件的物理量检测值，进行显示，并通过光电转换模块将检测值上传至监测分站，同时根据监测分站下发的或现场设置的报警点信息控制蜂鸣器和报警灯进行周期性声光报警。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种光纤信号传输的传感器，其特征在于：包括提手(1)、主壳体(2)、与主壳体(2)配合密封的可拆卸后盖(3)、光电混接接口(4)和报警灯气室组件(8)；
所述主壳体(2)和后盖(3)为不锈钢注塑材质，内部设置有主板，主板设置有电源模块、光电转换模块、敏感元件信号接口；
所述报警灯气室组件(8)内设置有敏感元件组件与报警灯组件；
所述敏感元件组件通过敏感元件信号接口与主板连接，报警灯组件通过灯光报警模块与主板连接；
所述主板上电源模块通过金属导线与光电混接接口(4)连接，为主板供电，光电转换模块通过光纤与光电混接接口(4)连接，与上级设备进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的一种光纤信号传输的传感器，其特征在于：所述光电混接接口(4)包括安装法兰(9)、连接杯(10)、光信号插针(11)和电信号插针(12)。
3.根据权利要求2所述的一种光纤信号传输的传感器，其特征在于：所述电信号插针(12)包括电源正极和电源负极，光信号插针(11)为一主一备两根。
4.根据权利要求3所述的一种光纤信号传输的传感器，其特征在于：所述主板还包括微处理器、显示模块、红外遥控模块、声报警模块和程序下载模块；
所述红外遥控模块通过遥控接收孔(6)接收外部红外遥控设置信号，声报警模块与主壳体上的蜂鸣器(5)连接，显示模块采用数码管或液晶文字显示方式，通过主壳体上的显示窗(7)显示传感器检测数值和交互信息。
5.根据权利要求4所述的一种光纤信号传输的传感器，其特征在于：所述敏感元件信号接口包括电源正极、电源负极和信号线，电源电压满足敏感元件组件的工作电压要求；
所述信号线采用UART、SPI或I2C的数字通讯方式。
6.根据权利要求5所述的一种光纤信号传输的传感器，其特征在于：所述敏感元件组件包括将气体浓度、压力等物理量转化为电信号的敏感元件，还包括与敏感元件配套的信号处理电路，还包括小体积封装的微处理器将敏感元件的电信号进行A/D转换，并计算出物理量测量值，然后通过敏感元件信号接口的信号线将测量值上传至主板进行显示及其他逻辑处理。
7.根据权利要求6所述的一种光纤信号传输的传感器，其特征在于：所述主板与光电转换模块采用TTL电平通讯，光电转换模块将电信号转换为光信号通过光纤传输给监测分站的光电转换模块，传感器主板上微处理器控制光电转换模块处于无光输出的接收状态。
8.根据权利要求7所述的一种光纤信号传输的传感器，其特征在于：所述传感器主板上微处理器实时读取敏感元件组件的物理量检测值，进行显示，并通过光电转换模块将检测值上传至监测分站，同时根据监测分站下发的或现场设置的报警点信息控制蜂鸣器和报警灯进行周期性声光报警。
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