CN201772959U - 具有环状触须型的光纤应力监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有环状触须型的光纤应力监测装置，其包括一个由光缆构成的多个环状结构，该环状结构的一部分包含在基体内，至少光缆的一端与测试单元连接。当有应力作用于环状触须型的光缆时，光缆的弯曲曲率变小，也就使光缆中的光纤弯曲曲率变小，从而改变光纤的弯曲损耗。这样将应力信号转化为光信号，通过光纤传输给测试单元，实现远端监测的目的，如将光缆变为压敏光缆，则可进一步提高本装置的监测的灵敏性和准确性。本实用新型结构简单、设计合理、加工制作方便且使用方式灵活、灵敏度高、使用效果好，若通过光时域反射计等测试仪器可以做到分布式应力监测。

Description

具有环状触须型的光纤应力监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种应力监测装置，特别是涉及一种具有环状触须型的光纤应力监测装置，适用于周界监测的一种光纤传感装置。

背景技术

目前，应用于周界报警的安防系统主要包括：微波报警系统、主动红外报警系统、泄露电缆周界报警系统、静电感应周界报警系统、摄像机视频识别系统、光纤周界报警系统等。但上述传统的周界报警系统在应用中有许多的问题。例如微波报警系统或主动红外报警系统等监控方式只能适用于视距及平坦区域，受地形的高低、曲折、转弯、折弯等环境因素影响很大，而且它们不适合恶劣气候，易受自然气候影响，准确率也较低。传感器单元的寿命也较短，在长时间连续使用的情况下，设备的维护成本也较高。泄露电缆周界报警系统、静电感应周界报警系统受电磁干扰严重，误报频繁。摄像机视频识别系统目前的软件自动判别技术不高，需要有人值守，其使用成本高且容易因值守人的疏忽而出现漏报。

而现有的光纤周界报警系统主要有两种：1、是各种结构的通过光纤的微弯损耗变化来报警，如美国专利号US5434557A的《入侵探测装置》、美国专利号US6937151B1的《周界监测方法和系统》，以及美国专利号US6980108B1的《基于光缆的入侵探测系统》等专利，均是以光纤的微弯损耗的变化来监测的，但这些专利提出的方案复杂，使用及维护成本高，不便于大规模使用；2、是基于光的干涉技术的光纤周界报警系统，如中国专利申请号为200710094598.5《周界安全监测系统及方法》，中国专利申请号为200810116782.X《实现光纤周界报警的方法及装置》等专利，均是基于光的干涉原理来进行监测的，光的干涉法优点是非常灵敏，然而在这里也是该类监测装置的缺点，需要用多种软、硬件的办法来消除实际环境中的各种干扰，但由于实际环境的复杂性，使该类监测装置的误报频率高，操作复杂，长期稳定性差，从而导致该类系统的生产、使用和维护的成本高，效果差。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种具有环状触须型的光纤应力监测装置，充分利用光纤微弯时产生光强损耗变化，对应力变化进行监测的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种具有环状触须型的光纤应力监测装置，其包括一个由光缆构成的多个环状结构，该环状结构的一部分包含在基体内，至少光缆的一端与测试单元连接。

本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述的基体是一段长方形的空腔体。

本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述的空腔型基体是一顶盖和一U型槽构成，顶盖的侧壁与U型槽的侧壁通过螺丝或铆钉连接。

本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述的由光缆构成的环状结构的位于所述空腔结构基体内部的光缆与空腔结构基体的内壁间填充有弹性材料，如海绵。

本实用新型解决进一步技术问题的方案是：在所述的由光缆构成的环状结构与基体交叉点附近有防止光缆弯曲半径过小的装置。

本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述的基体是固定于围墙或栅栏上。

本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述的由光缆构成的环状结构是螺旋形结构或波浪形结构。

本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述的由光缆构成的环状结构的位于基体外部的光缆是紧贴在基体的外部表面上。

本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述的由光缆构成的环状结构的一部分是通过粘结剂贴在基体的外部或内部表面上。

本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述光缆的一端安置有光反射装置，如反射镜、光纤光栅等。

本实用新型解决进一步技术问题的方案是：所述的构成的环状结构的光缆是压敏型光缆。

相对现有技术的优点：

1、结构简单，利用现有的通信用光缆构成的环状，在受到应力作用时光缆的弯曲半径变化从而导致弯曲损耗，通过测试单元监测到光信号的变化，达到对应力监测的目的。

2、维护方便、成本低，现有的通信用光缆价格已经非常便宜了，一旦光缆出现损坏可及时更换，将光缆以环状形式安装在基体上即可，维护使用成本低。

3、即适于新围墙、栅栏的设计安装，也适用于已有围墙、栅栏的安装，使用灵活方便，具有较广的适用范围。

4、采用基于微弯原理的压敏光缆可以是监测更灵敏，漏报率低，准确率高。

5、采用适当的测试单元，如光时域反射计(OTDR)，则可以做到分布式的应力监测。

6、因采用了全光纤的监测装置，所以抗电磁干扰，也无将雷电、高压电引入室内的危险。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、加工制作方便且使用方式灵活、易弯曲、使用效果好、安全性高，可以实现远端测量或分布式测量，并且精度高，可靠性好。

下面通过附图和实施例，对实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的第一具体实施方式的示意图。

图2为本实用新型的第一具体实施方式的横截面示意图。

图3为本实用新型的第二具体实施方式的结构示意图。

图4为本实用新型的第三具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

1-光缆；         2-基体；        3-顶盖；

4-U型槽；        5-弹性材料；    10-螺丝；

20-弯曲限制器；  30-测试单元。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，本实用新型一种具有环状触须状的光纤应力监测装置，其包括一个由光缆1构成的多个环状结构并固定于顶盖3上，该环状结构的一部分包含在基体2内并与顶盖3之间有弹性材料5，光缆1与顶盖3相接处有弯曲限制器20，顶盖3与U型槽4通过螺丝10连接固定并构成了基体2，光缆1的一端与测试单元30连接。

本实施例中，由光缆1构成的环状结构整体呈现螺旋状，当有应力作用于光缆1上时，光缆1的弯曲曲率变化并导致光缆1光纤中传输的光信号功率的变化，通过测试单元30监测到该变化，从而达到对应力监测的目的。弯曲限制器20可以限制光缆1使用中弯曲不会超过允许的最小弯曲曲率，防止光缆1受损。通过选择合适的测试单元10，如采用光时域反射计可以做到对应力的分布式监测。光缆1也可以采用压敏光缆，从而使本实用新型的装置使用中更灵敏精确，如采用英国的荷捷(Herga Electric，UK)公司曾生产过一种压敏型光缆。光缆1中的光纤可以采用标准的单模光纤，也可采用多模或塑料光纤。

实施例2

如图3所示，本实施例中，与实施例1不同的是：在由顶盖3与U型槽4构成的基体2中，除了公光缆1与顶盖3间有弹性材料，在光缆1与U型槽4间也有弹性材料，从而保证光缆1的位置固定，防止光缆1的大范围串动。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。

实施例3

如图4所示，本实施例中，与实施例1不同的是：由光缆1构成的环状结构是波浪形的，波浪形的光缆1的一部分在基体2的外部，另一部分在基体2的内部。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.具有环状触须型的光纤应力监测装置，其特征在于：其包括一个由光缆构成的多个环状结构，该环状结构的一部分包含在基体内，至少光缆的一端与测试单元连接。

2.按照权利要求1所述具有环状触须型的光纤应力监测装置，其特征在于：所述的基体是一段长方形的空腔体。

3.按照权利要求2所述具有环状触须型的光纤应力监测装置，其特征在于：所述的空腔型基体是一顶盖和一U型槽构成，顶盖的侧壁与U型槽的侧壁通过螺丝或铆钉连接。

4.按照权利要求2所述具有环状触须型的光纤应力监测装置，其特征在于：所述的由光缆构成的环状结构并位于所述空腔结构基体内部的光缆与空腔结构基体的内壁间填充有弹性材料。

5.按照权利要求1或2所述具有环状触须型的光纤应力监测装置，其特征在于：在所述的由光缆构成的环状结构与基体交叉点附近有防止光缆弯曲半径过小的装置。

6.按照权利要求1或2所述具有环状触须型的光纤应力监测装置，其特征在于：所述的基体是固定于围墙或栅栏上。

7.按照权利要求1或2所述具有环状触须型的光纤应力监测装置，其特征在于：所述的由光缆构成的环状结构是螺旋形结构或波浪形结构。

8.按照权利要求1所述具有环状触须型的光纤应力监测装置，其特征在于：所述的由光缆构成的环状结构的位于基体外部的光缆是紧贴在基体的外部表面上。

9.按照权利要求1所述具有环状触须型的光纤应力监测装置，其特征在于：所述的光缆的一端安置有光反射装置。

10.按照权利要求1至9所述的任意一项具有环状触须型的光纤应力监测装置，其特征在于：所述的构成的环状结构的光缆是压敏型光缆。

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