CN203720971U - 一种平面激光入侵探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于周界防护的长距离和宽平面激光入侵探测装置。其结构包括呈对射式布设的两个组合机柱，每个组合机柱内隔层交替安装多个激光发射器和激光接收器，一个组合机柱内的激光发射器与另一个组合机柱内的激光接收器在相同的水平面上一一对应；所述的激光发射器与发射电路板连接，由发射电路板发出设定频率特征的电脉冲激励激光发射器发射出脉冲激光束；所述的激光接收器与接收电路板连接，激光接收器接收激光束并进行光电转换，所产生的电信号经接收电路板放大、频率和特征鉴别后，发出正常或报警信号。本实用新型可实现单光束或多光束遮断报警，抗电磁和杂散光干扰能力强，能够在恶劣天气下正常工作。

Description

一种平面激光入侵探测装置

技术领域

本实用新型属于激光平面探测报警技术领域，具体涉及一种用于周界防护的长距离和宽平面激光入侵探测装置。

背景技术

近些年，我国的核电事业获得了很大发展。核电站的安全具有特殊的重要性，其外围周界涉及范围大、环境复杂，需要大量的能够长时间可靠工作的长距离宽平面入侵探测器。

目前应用较广的有以下几种：

1.振动电缆型入侵探测器。这种入侵探测器是在一根电缆两端，分别接上发射装置与接收装置，并将电缆波浪状或呈其它曲折形状固定在网状的围栏上，由此构成一个防区。当有入侵者触动或破坏网状围栏，使其震动达到一定强度时，就会产生报警信号。其防范界面明确，适于多角度或曲线连续布设，在恶劣天气下不易发生误报警。但是在有些不具备连续实体基础或受到资金成本、现场环境要求制约的地方，其推广使用会受到限制。

2.电场畸变探测器。它的传感器由一些平行导线构成，其中一部分是由信号发生器激励的辐射场线，工作时向周围空间辐射电磁场能量。另一部分为感应线，接收变化的电磁场而产生感应电流。当入侵者靠近或穿越平行导线时，就会改变周围电磁场的分布状态，相应地使感应线中的感应电流发生变化，由接收信号处理器分析后发出报警信号。其防范界面明确，可以多角度或曲线连续布设，在恶劣天气下不易发生误报警。同样，在有些不具备连续实体基础或受到资金成本、景观环境要求制约的地方，其推广使用会受到限制。

3.微波型入侵探测器。它以微波发射器发出的微波束为探测源，由远处的微波接收器进行接收、检测，两者呈对射式布设工作。当传输途中微波束被遮挡或信号明显减弱时即会发出报警。这种探测器的波束宽、呈扁平状，可防范的面积很大。它结构简单安装方便，无需修建连续实体基础，利于维持原有的现场环境。但是防范界面宽泛不清容易误报警，受界面附近金属物体影响容易导致漏报警，不宜直线连续布设或多角度折线布设，在较恶劣天气下容易发生误报警。

4.主动红外平面探测器。由发射机内的红外发光二极管发射出探测光束，被远处的接收机接收和检测，当传输途中遇障碍物遮挡或信号明显减弱时即会发出报警。由单台发射机和接收机建立单一红外警戒线即成线型探测器，由多台发射机和接收机建立垂直平面分布的多条红外警戒线即成为平面型探测器。主动红外平面探测器具有结构比较简单安装方便，无需修建连续实体基础，利于维持原有的景观环境，以及防护界面清晰的优点。但是，由于光束发散角较大而易于发生多光束相互干扰、直线或折线连续布设受到影响和制约，由于传输中引起功率密度衰减大而不适合远距离传输，存在适应较恶劣天气能力差等问题。

以上探测器在适应布设环境、工程难度和成本、使用可靠性等方面各有优缺点。

近年来，线型激光探测器的应用，充分显示了它比主动红外探测器所具有的工作距离远、适应恶劣天气能力强的突出优越性。但是，在多光束长距离的平面防范方面发展缓慢，尚未见能够满足核电站要求的更多光束、长距离、全面适应恶劣周边环境和天气环境的平面激光入侵探测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可实现单光束或多光束遮断报警，抗电磁和杂散光干扰能力强，能够适应恶劣天气下工作的平面激光入侵探测装置。

本实用新型的技术方案如下：一种平面激光入侵探测装置，包括呈对射式布设的两个组合机柱，每个组合机柱内隔层交替安装多个激光发射器和激光接收器，一个组合机柱内的激光发射器与另一个组合机柱内的激光接收器在相同的水平面上一一对应；所述的激光发射器与发射电路板连接，由发射电路板发出设定频率特征的电脉冲激励激光发射器发射出脉冲激光束；所述的激光接收器与接收电路板连接，激光接收器接收激光束并进行光电转换，所产生的电信号经接收电路板放大、频率和特征鉴别后，发出正常或报警信号。

进一步，如上所述的平面激光入侵探测装置，其中，所述的激光发射器设置在发射器可调整支架上，发射器可调整支架安装在发射器平台上，发射器可调整支架上设有发射器垂直调整螺丝和发射器水平调整螺丝。

进一步，如上所述的平面激光入侵探测装置，其中，所述的激光接收器设置在接收器支架上，接收器支架安装在接收器平台上。

进一步，如上所述的平面激光入侵探测装置，其中，所述的发射电路板和接收电路板均安装在电路板平台上，并分别与接线端子排连接。

进一步，如上所述的平面激光入侵探测装置，其中，所述的组合机柱的主体为安装在水泥基础上的钢立柱，钢立柱外套有防护罩，在防护罩上交替设置发射器通光窗口和接收器通光窗口，在接收器通光窗口上设有接收窗口遮阳罩。所述的接收窗口遮阳罩上设有由多个与光轴向平行的细孔组成的多孔滤光罩，用于滤除非轴向光。

进一步，如上所述的平面激光入侵探测装置，其中，所述的激光发射器包括激光器外筒和激光器内筒，负透镜安装在激光器内筒的前端，正透镜由激光器外筒前盖安装在激光器外筒的前端，激光器内筒后盖位于激光器内筒尾部；由发射电路板激励激光发射器发射出激光，经激光器内筒中的负透镜、激光器外筒中的正透镜组成的透镜组将光束整形为准直光束。

进一步，如上所述的平面激光入侵探测装置，其中，所述的激光接收器包括分别位于接收器筒内的滤光片、光电元件，通过接收器筒内壁上的台肩实现定位，接收器筒前盖将接收透镜固定在接收器筒前端，接收器筒后盖位于接收器筒的尾端；由接收器筒中的接收透镜接收激光束，经滤光片滤除外界杂散光，由光电元件转换为电信号后传输至接收电路板。

本实用新型的有益效果如下：1）本实用新型充分利用激光束发散角小、功率密度大的特点，与现有红外发光二极管为探测源构成的主动红外平面入侵探测器产品相比，工作距离明显增加，适应恶劣天气的能力显著增强。2）本实用新型具有很强的抗外界杂散光和电磁干扰的能力，同时实现了十几束激光同时工作无串扰，各光束能够独立警戒。从而满足核电站长大周界平面的入侵探测的需要。

我国核电站数量多，每年新设或更新平面入侵探测器需求量较大，并且主要依靠国外进口主动红外平面入侵探测器的现状，实现本激光探测器的推广应用将具有十分重大意义。

附图说明

图1为本实用新型的激光探测装置的内部总体结构示意图；

图2为本实用新型的激光探测装置的外形结构示意图；

图3为本实用新型的激光发射器结构示意图；

图4为本实用新型的激光接收器结构示意图；

图中：1.激光接收器；2.接收器支架；3.接收器平台；4.发射器垂直调整螺丝；5.发射器可调整支架；6.激光发射器；7.发射器水平调整螺丝；8.发射器平台；9.接收电路板；10.发射电路板；11.电路板平台；12.接收窗口遮阳罩；13.顶盖；14.钢立柱；15.接线端子排；16.底座安装螺丝；17.发射机通光窗口/接收机通光窗口；18.外防护罩；19.机柱底座；20、激光器外筒；21、激光器内筒；22、半导体激光管；23、负透镜；24、正透镜；25、激光器内筒后盖；26、接收透镜；27、滤光片；28、光电元件；29、接收器筒前盖；30、接收器筒；31、接收器筒后盖；32、激光器外筒前盖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

本实用新型所提供的平面激光入侵探测装置，包括呈对射式布设的两个组合机柱，每个组合机柱内隔层交替安装多个激光发射器和激光接收器，一个组合机柱内的激光发射器与另一个组合机柱内的激光接收器在相同的水平面上一一对应。

如图1、图2所示，在一个组合机柱内，由发射电路板10、激光发射器6及配套支架组成激光发射机。发射电路板10和接收电路板9同置于电路板平台11上。由发射电路板10发出一定频率特征的电脉冲激励激光发射器6发射出脉冲激光束。激光发射器6固定在发射器可调整支架5上，并安装在发射器平台8上。通过调整发射器垂直调整螺丝4和发射器水平调整螺丝7可以微调激光束的垂直方向和水平方向，使其由发射机通光窗口射出，并射入对面组合机柱的对应接收机通光窗口17。由接收电路板9、激光接收器1及配套支架组成激光接收机。激光接收器1固定在接收器支架2上，接收器支架2安装在接收器平台3上。接收窗口遮阳罩12安装在接收机通光窗口的上方，接收窗口遮阳罩12上设有由多个与光轴向平行的细孔组成的多孔滤光罩，用于滤除非轴向光。由接收机通光窗口17进入的激光束经接收器1进行光电转换，所产生的电信号经接收电路板9放大、鉴别、处理后，发出正常或报警信号。通过安装在组合机柱下部的接线端子排15连接对内的供电线和对外的报警信号线，由直流电源向本装置提供电能。组合机柱的主体为钢立柱14，外套为外高强防腐的塑料防护罩18，顶部是装有防压开关的顶盖13，通过底座安装螺丝16将机柱底座19牢固安装在埋在地下的水泥基础上。

激光发射器的结构如图3所示，激光器内筒21嵌套在激光器外筒20内，负透镜23装在激光器内筒21的前端，正透镜24由激光器外筒前盖32安装在激光器外筒20的前端。激光器内筒后盖25位于激光器内筒21尾部。由发射电路板11激励半导体激光发射器的半导体激光管22发射出激光，经激光器内筒21中的负透镜23、激光器外筒20中的正透镜24组成的透镜组将光束整形为准直光束。

激光接收器的结构如图4所示，滤光片27、光电元件28分别位于接收器筒30内，通过接收器筒30内壁上的台肩实现定位。接收器筒前盖29将接收透镜26固定在接收器筒30前端，接收器筒后盖31位于接收器筒30的尾端。由接收器筒30中的接收透镜26接收激光束，经滤光片27滤除外界杂散光，由光电元件28转换为电信号后传输至接收电路板10。

本装置的两个组合机柱上的激光发射机和激光接收机隔层交替安装，实现光束方向交替变换，增加空间隔离以减少相互干扰的影响；接收头前面增加滤光罩，提高滤除轴向以外光束的效果；同向光束采用不同的频率脉冲和编码，以利于对不同光束的频率特征鉴别。这些措施均有利于多光束组合时，提高抗相互干扰的能力，实现多光束宽平面防护的效果。

如上所述，根据现场需要的防护高度和工作距离选用一定数量和指标的线型激光入侵探测器，并将其激光发射机和激光接收机呈对射式布设在防区两端的组合机柱内。由多对激光发射机发射出一定功率和发散角、频率特征的调制脉冲激光束，构成多条平行警戒线（本装置为9-17条可选），再由对应的激光接收机来接收信号和鉴别处理。当有入侵者实施跑、跳、滚、爬方式通过防区而遮断任何一束激光警戒线时，激光接收机立即发出报警信号，经报警控制器处理后，现场发出声光报警，组合机柱上的显示灯排指示报警光束编号，同时向控制中心发出报警和防区位置信息。从而实现对核电站周界的入侵探测功能。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种平面激光入侵探测装置，其特征在于：包括呈对射式布设的两个组合机柱，每个组合机柱内隔层交替安装多个激光发射器（6）和激光接收器（1），一个组合机柱内的激光发射器（6）与另一个组合机柱内的激光接收器（1）在相同的水平面上一一对应；所述的激光发射器（6）与发射电路板（10）连接，由发射电路板（10）发出设定频率特征的电脉冲激励激光发射器（6）发射出脉冲激光束；所述的激光接收器（1）与接收电路板（9）连接，激光接收器（1）接收激光束并进行光电转换，所产生的电信号经接收电路板（9）放大、频率和特征鉴别后，发出正常或报警信号。

2.如权利要求1所述的平面激光入侵探测装置，其特征在于：所述的激光发射器（6）设置在发射器可调整支架（5）上，发射器可调整支架（5）安装在发射器平台（8）上，发射器可调整支架（5）上设有发射器垂直调整螺丝（4）和发射器水平调整螺丝（7）。

3.如权利要求1所述的平面激光入侵探测装置，其特征在于：所述的激光接收器（1）设置在接收器支架（2）上，接收器支架（2）安装在接收器平台（3）上。

4.如权利要求1所述的平面激光入侵探测装置，其特征在于：所述的发射电路板（10）和接收电路板（9）均安装在电路板平台（11）上，并分别与接线端子排（15）连接。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的平面激光入侵探测装置，其特征在于：所述的组合机柱的主体为安装在水泥基础上的钢立柱（14），钢立柱（14）外套有防护罩（18），在防护罩（18）上交替设置发射器通光窗口和接收器通光窗口（17），在接收器通光窗口（17）上设有接收窗口遮阳罩（12）。

6.如权利要求5所述的平面激光入侵探测装置，其特征在于：所述的接收窗口遮阳罩(12)上设有由多个与光轴向平行的细孔组成的多孔滤光罩。

7.如权利要求1所述的平面激光入侵探测装置，其特征在于：所述的激光发射器（6）包括激光器外筒（20）和激光器内筒（21），负透镜（23）安装在激光器内筒（21）的前端，正透镜（24）由激光器外筒前盖（32）安装在激光器外筒（20）的前端，激光器内筒后盖（25）位于激光器内筒（20）尾部；由发射电路板（10）激励激光发射器发射出激光，经激光器内筒中的负透镜（23）、激光器外筒中的正透镜（24）组成的透镜组将光束整形为准直光束。

8.如权利要求1或7所述的平面激光入侵探测装置，其特征在于：所述的激光接收器（1）包括分别位于接收器筒（30）内的滤光片（27）、光电元件（28），通过接收器筒（30）内壁上的台肩实现定位，接收器筒前盖（29）将接收透镜（26）固定在接收器筒（30）前端，接收器筒后盖（31）位于接收器筒（30）的尾端；由接收器筒（30）中的接收透镜（26）接收激光束，经滤光片（27）滤除外界杂散光，由光电元件（28）转换为电信号后传输至接收电路板（9）。