CN205193972U - 缆式震动传感器 - Google Patents

Abstract

一种户外周界报警探测器用的缆式震动传感器，它由带屏蔽的电缆串接多个节点传感模块构成，其特征在于：传感模块含有震动传感元件（如：三轴加速度传感器或者震动开关），传感模块两端与电缆连接；传感模块外包覆绝缘材料；绝缘层外是两端电缆的屏蔽层，两端屏蔽层可以通过金属管或者铜箔等连接形成完整的屏蔽；屏蔽层外为保护层（金属管或者硬质塑料管）；传感模块的最外层是带胶的热缩管，热缩管热缩后与两端电缆的外护套紧密接触，实现防水效果。

Description

缆式震动传感器

技术领域

本实用新型涉及安防领域的周界入侵震动探测器，产品主要用于保护建筑物四周围栏或者围墙，防止攀爬围栏、剪断铁丝网，砸墙等非法破坏或者入侵。

背景技术

在安防产品中，有一类周界报警产品用于保护几十米至几千米的铁丝围栏的电子震动探测器。震动探测器通常包括两个部分：传感部分（称作传感器）和信号处理部分（称为信号处理器），根据传感部分的不同，这类探测器分成两大类产品：一类称为震动电缆，另一类称为节点探测器。震动电缆的传感器是数十到数百米均匀一致的电缆，采用的技术包括压电效应、电信号反射等；节点探测器的传感器采用多个独立的震动传感器，通过电缆逐一串联形成大的传感系统（通常3-10米串接一个传感器）。震动电缆的优点在于结构简单，安装方便（只需用扎带将电缆绑定在保护对象上），缺点在于电缆本身的每个点都是感应单元，因此数百米长的电缆在风雨等环境下存在较大的背景震动噪音，对真实的入侵震动信号干扰严重，产生较多误报。节点探测器因为感应单元有限，因此可显著降低背景噪音，但是这类探测器结构比较复杂（感应元件多为MEMS三轴加速度传感器，加上匹配的周边电路），因此每个节点器件通常容纳在一个较大的壳体中（大小在10厘米左右），安装时需求用螺丝或者特制的卡具固定。另外，对于节点探测器，由于每个节点体型较大，不适合在墙体内穿管应用，也不适合在一些防爆现场加装防爆套管。

本实用新型的目的在于提供一种制作、安装都比较简单，适用范围更广的周界报警用震动传感器。

发明内容

本实用新型提供的震动传感器方案是对市场现有节点探测器的改进，现有节点探测器的传感模块（即集成了震动传感器元件及配套的供电、通讯等电子元器件的电路板）较大，远大于连接电缆，因此模块通常安装在一个较大的塑料或者金属壳体内。本实用新型的技术方案是：将传感模块设计成长条形，使其横截面大小尽量减小并接近其两端连接电缆的截面，则传感模块和电缆交替连接后在外观上近似于“缆”，而不是“盒子串”。这种“缆”式传感器由于外形接近传统的震动电缆，因此也获得了安装方便，适应性面广的特点。

因为周界报警器用于户外，特别是其传感部分，因此必须做到防水和防电磁干扰（包括防雷）。为了实现防水，电缆和传感模块连接后，最外层用带胶的热缩管进行密封。为了防电磁干扰，连接传感模块的电缆采用屏蔽电缆。在加工时，由于电缆需要剪断并串接进传感模块，所以电缆的屏蔽层也被剪断，为保证整根传感电缆屏蔽层的连贯性，特别增加一段金属管（优先选择铜管），金属管两端分别与两段电缆的屏蔽层接触，实现全程连通屏蔽。为了避免屏蔽层（包括增加的金属管）和传感器模块接触短路，需要用热缩管覆盖传感模块及其与电缆连接部分，使其与屏蔽层绝缘隔离。在本实用新型方案中，金属管除了连接屏蔽层的作用，它的另一个重要作用是保护内部的传感模块，防止应用中受外力挤压或者敲打产生物理损坏。

在本实用新型的技术方案中，传感模块的横截面应尽量降低，但其大小受传感器元件及其配套元件的限制。比如：采用MEMS三轴加速度传感器作为感应元件，其大小为5mm左右；为了实现远程通讯，还需要增加单片机和通讯模块（如：RS-485模块）等，同时还需要增加稳压模块等器件。以目前电子工业技术，这些模块可以集成在宽10mm，长60mm的PCB板上，且最终高度不超过10mm。也就是说，整个传感器模块节点可以容纳在一个内径15mm的圆管内（模块以宽10mm，高10mm计算，则其对角长度为10×10+10×10=200的平方根，既14.14mm）。

现已公开的一份专利（震动探测器，申请号-:CN201410008254）揭示了一种采用弹簧型或者滚珠型震动开关的周界报警器，其感应节点模块的周边元器件只需简单的电阻等，因此整个电路板模块可以容纳在内经6mm的金属管内（市场上现有的震动开关截面直径可以控制在4mm以内，加上PCB和电阻，因此整个模块的横截面尺寸可以控制在6mm以内）。如采用壁厚1mm的铜管，再加上外层密封的热缩管，节点整体外经可以控制在10mm以内。

以上两种传感模块的大小控制还需考虑绝缘热缩管和屏蔽层占用的空间。另外影响模块大小的因素还在于电缆和模块的连接方式，将电缆的芯线直接焊接在模块电路板上是最有利于减小体型的办法，但是该方案增加了加工的难度，生产效率低。如果要提高生产加工效率，可以采用一些快速制作，可插拔的标准连接器。例如在电路板上焊接贴片式弹簧接线端子（如：科发公司的KF2060），则电缆芯线可以通过简单插接和电路板连接，而且这种端子不会明显增加模块的大小。如果电缆为4芯，还可以选择RJ11接口连接。实际应用中，如果电缆芯线更多（在周界系统中，常常需要电缆同时具有供电，信号采集和远程总线传输等功能，因此至少需要6芯线缆），6芯的可以选择RJ12，8芯的可以选择RJ45。8芯电缆可以选择标准的6类或者超6类网线，同时采用标准的RJ45水晶头连接，实现快速加工生产，而且带屏蔽壳的RJ45水晶头更能保障屏蔽层的连通。在实际应用中，可能需要长距离较大功率的供电，则芯线不一定能进入水晶头（水晶头可接受的最大芯线不超过23AWG,而电源线可能达到20AWG甚至更粗），这时的连接器可以采用RJ11加KF2060的组合方式，用水晶头连接信号线，而KF2060连接电源线。

如采用RJ45连接方式，加工后的节点外形会比较大，普通的RJ45母座宽和高都在15mm左右，则模块外金属管的内径至少需要22mm，如果选用的是壁厚为1mm的铜管，则铜管外经达到24mm。由于6类网线外径通常约为7mm，为达到好的密封效果，外层的热缩管需要选用4倍收缩的产品。为提高密封效果，最好选择小型的沉板式或贴片式水晶头母座（如95001-8P8C水晶头母座，其宽和高降低到15.1x11.5mm），则模块外层套管内径可以降低到19mm，节点模块的最终外径可以控制到23mm。

附图说明

图1：传感模块节点封装图。

具体实施方式

图1显示的是一种封装好的传感模块节点的局部剖视图，传感模块4上焊接有传感器元件及其配套的元件，传感模块呈长条形，模块电路板两端用焊接方式连接电缆1的多根芯线，紧贴感应模块4的外层是热缩管5，热缩管5的外层为电缆原有屏蔽层2，屏蔽层2的外层套上金属管6，金属管6的外层套上带胶热缩管7，热缩管内的胶在热缩后与电缆1外护套紧贴，达到密封防水的效果。

实际实施时，为保证屏蔽层绝对完整，可以在两端屏蔽层2上包裹一层铝箔、铜箔或铜丝织网，再套上金属管。这种情况下，金属管也可以用硬质塑料管替代。在本实用新型中，金属管或者塑料管的主要作用之一在于保护其内部的感应模块和连接芯线，同时提供一个规则的外形，因此其既可以是圆管，也可以是其他外形管件，如：方管。另外，实施时传感模块和屏蔽层之间的绝缘隔离也可以用绝缘胶布或者绝缘密封胶代替。

以上仅以几个较佳实施例说明本实用新型的设计意图，本专业领域的技术人员很容易据此作出相应的调整或者修改，若这些修改在本发明权利要求所述技术范围内，则这些修改依然属于本发明的范围。

Claims (10)

1.一种缆式震动传感器，它由带屏蔽的电缆串接多个节点传感模块构成，其特征在于：传感模块含有震动传感元件，传感模块两端与电缆连接；传感模块外包覆绝缘材料；绝缘层外是两端电缆的屏蔽层；屏蔽层外为金属套管，屏蔽层和金属管直接接触；金属套管外是带胶的热缩管，热缩管两端收缩包覆在连接传感模块的电缆的外护套上。

2.根据权利要求1所述的缆式震动传感器，其特征在于：震动传感元件为三轴加速度传感器或震动开关。

3.根据权利要求2所述的缆式震动传感器，其特征在于：传感模块外包覆的绝缘材料为热缩管。

4.根据权利要求1-3任一项所述的缆式震动传感器，其特征在于：连接电缆为多芯电缆，且传感模块和电缆之间的连接采用RJ11、RJ12或RJ45接口。

5.根据权利要求1-3任一项所述的缆式震动传感器，其特征在于：连接电缆为6芯电缆，其中4芯由RJ11接口连接，其余两芯由贴片式弹簧接线端子连接。

6.一种缆式震动传感器，它由带屏蔽的电缆串接多个节点传感模块构成，其特征在于：传感模块含有震动传感元件，传感模块两端与电缆连接；传感模块外包覆绝缘材料；绝缘层外是两端电缆的屏蔽层，两端屏蔽层通过其外包裹的金属箔或者织网相互连接；连接的屏蔽层外套硬质塑料管；塑料套管外是带胶的热缩管，热缩管两端收缩包覆在连接传感模块的电缆的外护套上。

7.根据权利要求6所述的缆式震动传感器，其特征在于：传感元件为三轴加速度传感器或震动开关。

8.根据权利要求7所述的缆式震动传感器，其特征在于：传感模块外包覆的绝缘材料为热缩管。

9.根据权利要求6-8任一项所述的缆式震动传感器，其特征在于：连接电缆为多芯电缆，且传感模块和电缆之间的连接采用RJ11、RJ12或RJ45接口。

10.根据权利要求6-8任一项所述的缆式震动传感器，其特征在于：连接电缆为6芯电缆，其中4芯由RJ11接口连接，其余两芯由贴片式弹簧接线端子连接。