CN203519036U - 基于光纤光栅的开关状态监测传感装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于光纤光栅的开关状态监测传感装置，包括轴芯，其外部套有轴套，所述轴芯包括感应区间和驱动区间，两个区间相互独立；感应区间内设有弹性梁，光纤光栅固定在该弹性梁上，该弹性梁的一端设有感应永磁钢；驱动区间内设有弹簧，弹簧的一端固定，另一端连接驱动永磁钢，该驱动永磁钢的极性与感应永磁钢的极性相同；弹簧未发生形变时，感应永磁钢与驱动永磁钢位置相对；该驱动区间内还设有一顶杆，随外力推动驱动永磁钢压缩弹簧。本实用新型光纤光栅的波长动态范围更广，环境温度对波长动态的影响相对于开关状态的影响可以忽略，从而只用单个光栅就可以实现对开关状态的监测，无需温度补偿。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器，尤其涉及一种基于光纤光栅的开关状态监测传感装置。
背景技术
传统的开关状态监测传感器，都是基于电学传感器，抗干扰能力不强、寿命短、组网能力差，近年来，光纤光栅传感技术飞跃发展，越来越受到各界人士的重视，其无源防爆性、抗电磁干扰性、抗污性、耐腐蚀性、易于分布式组网以及优越的温度适应性和稳定性等本证特性，加速了光纤光栅传感技术在各领域的应用，尤其是基于光栅波长解调原理的开光状态监测技术，在石油化工、电力、矿藏开发、通讯、大型仓储、楼宇安防等领域的应用。但现有的光纤光栅开关状态监测传感器普遍存在因为结构繁琐尺寸大、防污能力不够、动态范围小、受温度影响大等缺陷，导致应用范围受限。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中光纤光栅开关受温度影响大，应用范围受限的缺陷，提供一种可以忽略温度影响，应用范围较广的基于光纤光栅的开关状态监测传感装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种基于光纤光栅的开关状态监测传感装置，包括轴芯，其外部套有轴套，所述轴芯包括感应区间和驱动区间，两个区间相互独立；
感应区间内设有弹性梁，光纤光栅固定在该弹性梁上，该弹性梁的一端设有感应永磁钢；
驱动区间内设有弹簧，弹簧的一端固定，另一端连接驱动永磁钢，该驱动永磁钢的极性与感应永磁钢的极性相同；弹簧未发生形变时，感应永磁钢与驱动永磁钢位置相对；该驱动区间内还设有一顶杆，随外力推动驱动永磁钢压缩弹簧。
本实用新型所述的装置中，所述弹性梁为T型梁。
本实用新型所述的装置中，所述弹性梁的另一端设有压板。
本实用新型所述的装置中，所述轴芯与所述轴套的两端连接处均设有密封圈。
本实用新型所述的装置中，所述光纤光栅两侧的光纤套有金属毛细管。
本实用新型所述的装置中，所述轴芯为防锈铝轴芯，所述轴套为防锈铝轴套。
本实用新型所述的装置中，所述驱动区间内还设有顶杆堵头。
本实用新型所述的装置中，所述感应区间的一个端部连接有尾纤接头，光纤通过该尾纤接头与外部监测系统连接。
本实用新型所述的装置中，所述尾纤接头与轴芯密封连接。
本实用新型产生的有益效果是：本实用新型设置了两个独立的区间包括感应区间和驱动区间，适用于各种恶劣环境。本实用新型光纤光栅的波长动态范围更广，环境温度对波长动态的影响相对于开关状态的影响可以忽略，从而只用单个光栅就可以实现对开关状态的监测，无需温度补偿。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例基于光纤光栅的开关状态监测传感装置处于“关”状态时的结构示意图；
图2是本实用新型实施例基于光纤光栅的开关状态监测传感装置处于“开”状态时的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例基于光纤光栅的开关状态监测传感装置，如图1所示，包括轴芯1，其外部套有轴套2，轴芯1包括感应区间A和驱动区间B，两个区间相互独立。这样就绕过了因为驱动区间B密封处理困难而导致感应区间A密封性处理难的问题。
感应区间A内设有弹性梁3，光纤光栅11固定在该弹性梁3上，该弹性梁3的一端设有感应永磁钢6；光纤光栅11为单光栅。
驱动区间B内设有弹簧7，弹簧7的一端固定，另一端连接驱动永磁钢8，该驱动永磁钢8的极性与感应永磁钢6的极性相同；弹簧7未发生形变时，如图2所示，感应永磁钢6与驱动永磁钢8位置相对，两个永磁钢相互排斥，弹性梁3弯曲，带动光纤光栅11发生形变；该驱动区间B内还设有一顶杆9，随外力推动驱动永磁钢8压缩弹簧7。
在本实用新型的一个实施例中，弹性梁3可选用为T型梁。弹性梁3一端设有压板5，压板5用螺钉固定在轴芯1上。感应永磁钢6可用螺钉固定在弹性梁3的另一端。
本实用新型的一个较佳实施例中，光纤光栅11两侧的光纤套有金属毛细管4。金属毛细管4通过焊接，固定在弹性梁3上；光纤光栅11可采用粘接的形式固定在弹性梁3上，其两侧的光纤通过金属毛细管4固定在弹性梁3上，使得固定光纤光栅11的同时，又不会影响光纤光栅11的波长测量。
本实用新型的一个较佳实施例中，轴芯为防锈铝轴芯，轴套为防锈铝轴套，轻质耐腐蚀。轴芯1与轴套2可采用圆柱形结构，便于加工。压簧7可采用不锈钢。
本实用新型的一个较佳实施例中，驱动区间B内还设有顶杆堵头10。可用螺纹连接在轴芯1上。
本实用新型的一个较佳实施例中，感应区间A的一个端部连接有尾纤接头12，尾纤接头12也可通过螺纹连接固定在轴芯1上，光纤通过该尾纤接头12与外部监测系统连接。
轴芯1与轴套2之间，可通过螺纹连接，并设有密封圈Ⅰ13、密封圈Ⅱ14，以保证密封。
本实用新型的一个较佳实施例中轴芯与轴套的两端连接处均设有密封圈。如图1所示，尾纤接头12与轴芯1之间，设有密封圈Ⅲ15，以保证密封。
本实用新型的较佳实施例中，感应永磁钢6和驱动永磁钢8均选用铁钕硼镀铬。
本实用新型利用光纤光栅11的反射波长大小的变化来判断被测物理量所处的开关状态。当被测物理量处于“关”状态时，如图1所示，传感器装置的顶杆9在外力作用下向驱动空间B内部移动，同时驱动永磁钢8也随之向里移动，从而压缩压簧7，这时，驱动永磁钢8与感应永磁钢6之间的排斥力小到可以忽略不计，弹性梁3因为自身的刚度而保持平直状态，光纤光栅11的反射波长也处于初始状态，此时，在系统软件平台上，标定物理量状态为“关”；当物理量状态由“关”到“开”变化时，如图2所示，物理量施加在顶杆9上的压力消失，被压缩的压簧7会得到释放，推动驱动用磁钢8和顶杆9向外移动，这时，驱动用磁钢8逐渐接近感应用磁钢6，它们之间的排斥力也逐渐变大，排斥力的作用会驱使T型弹性梁3发生弹性变形，产生一定的挠度，固定在弹性梁3上的光纤光栅11受到轴向拉力作用，其反射波长值逐渐变大，达到起始设定值，此时系统判断物理量状态处于“开”。
为了消除温度对本传感器的影响，在设计时，就充分考虑到弹性梁3的选材、尺寸，金属毛细管4在T型弹性梁3上的焊接位置，光纤光栅11粘接时的预拉伸量，以及永磁钢之间的排斥力大小，最终保证弹性梁3在“开”状态时的弹性形变量足够大，进而保证了光纤光栅11波长的动态范围足够大，使得温度对光纤光栅11波长的影响相对开关状态改变对波长的影响可以忽略，实现单光栅监测，无需温度补偿，这也使本实用新型相对于以往技术的重要改进。
综上，本实用新型结构紧凑易安装，结构密封性好，所选材质防腐性好，适用于各种恶劣环境，应用范围广；被测物理量处于关状态的时间往往比处于开状态的时间多得多，而本实用新型在检测关状态时，弹性梁处于自由平展状态，这样可大大减少弹片处于弹性变形状态的时间，从而提高传感器的使用寿命；本实用新型光纤光栅的波长动态范围更广，环境温度对本实用新型光栅波长动态的影响相对于开关状态的影响可以忽略，从而只用1个光栅就可以实现对开关状态的监测，无需温度补偿。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于光纤光栅的开关状态监测传感装置，其特征在于，包括轴芯，其外部套有轴套，所述轴芯包括感应区间和驱动区间，两个区间相互独立；
感应区间内设有弹性梁，光纤光栅固定在该弹性梁上，该弹性梁的一端设有感应永磁钢；
驱动区间内设有弹簧，弹簧的一端固定，另一端连接驱动永磁钢，该驱动永磁钢的极性与感应永磁钢的极性相同；弹簧未发生形变时，感应永磁钢与驱动永磁钢位置相对；该驱动区间内还设有一顶杆，随外力推动驱动永磁钢压缩弹簧。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弹性梁为T型梁。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弹性梁的另一端设有压板。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轴芯与所述轴套的两端连接处均设有密封圈。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述光纤光栅两侧的光纤套有金属毛细管。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述轴芯为防锈铝轴芯，所述轴套为防锈铝轴套。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述驱动区间内还设有顶杆堵头。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述感应区间的一个端部连接有尾纤接头，光纤通过该尾纤接头与外部监测系统连接。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述尾纤接头与轴芯密封连接。
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| WO2022094874A1 (en) * | 2020-11-05 | 2022-05-12 | Leoni Kabel Gmbh | Sensing device |
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| WO2022094874A1 (en) * | 2020-11-05 | 2022-05-12 | Leoni Kabel Gmbh | Sensing device |
| CN114235025A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-25 | 佛山市川东磁电股份有限公司 | 一种楼宇建筑健康状态监测系统 |
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