CN205449103U - 一种远程光纤门盖开关监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种远程光纤门盖开关监测系统，该远程光纤门盖开关监测系统包括有光时域反射仪、传输光纤和开关传感装置，所述的传输光纤一端连接至光时域反射仪，在传输光纤上设置有至少一个开关传感装置，该开关传感装置对应地安装在待监测的门盖开关上；开关传感装置结构上包括有光纤圈、弹簧、弹簧护架、移动调节件和限制保护盒；光纤圈、弹簧和弹簧护架均置于限制保护盒内，光纤圈由一根光纤盘绕多圈而成，移动调节件的一端位于限制保护盒内，另一端从所述限制保护盒的顶端伸出，所述光纤圈的两端分别从限制保护盒内伸出并与所述的传输光纤连接。本实用新型的开关监测系统，结构简单，检测距离远，不受电磁波干扰，检测门盖数量多。

Description

一种远程光纤门盖开关监测系统

技术领域

本实用新型涉及OTDR应用技术领域，尤其涉及一种利用OTDR技术的一种远程光纤门盖开关监测系统。

背景技术

目前公共安全门盖等开关状态的自动监测没有引起足够的重视，导致事故的不断发生，而一些重点区域的门盖监测，基本上以电类开关监测为主，但是通过电开关来实现告知门盖的开关状态需要在门盖处提供电力（有供电线或电池，或太阳能等），这类监控方式抗电磁干扰能力差，给电不方便，状态量的传输受限制。

在CN1010871378A中提出的光纤远程多点开关状态监测系统需要在光线链路中接入磁光行程开关和光分路器，给设计施工带来不便，同时磁光行程开关（CN2901346Y）需要光器件设计制作，而利用光纤光栅技术监测开关状态传输距离受限（一般小于10km），同时光栅串接数量受解调设备限制，传感器的串接工程量大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种远程光纤门盖开关监测系统。本实用新型的远程光纤门盖开关检测系统要能够达到实现无源、抗电磁干扰、施工安装简单、价格低廉和网络化管理等目的。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：

一种远程光纤门盖开关监测系统，该远程光纤门盖开关监测系统包括光时域反射仪、传输光纤和开关传感装置，所述的传输光纤一端连接至光时域反射仪，在传输光纤上设置有至少一个开关传感装置，该开关传感装置相应地安装在待监测的门盖开关上；所述的开关传感装置结构上包括有光纤圈、弹簧、弹簧护架、移动调节件和限制保护盒；所述的光纤圈、弹簧和弹簧护架均置于限制保护盒内，所述弹簧护架固定于所述限制保护盒的底部，所述弹簧设于弹簧护架上，所述移动调节件的一端位于限制保护盒内，并与所述的光纤圈和弹簧相接触，移动调节件的另一端从所述限制保护盒的顶端伸出，该伸出的部位为可以调节长度的活动杆，该活动杆与所述的门盖开关接触，所述光纤圈的两端分别从限制保护盒内伸出并与所述的传输光纤连接。

所述的弹簧套设于所述的弹簧护架上。

所述的弹簧护架为管状的弹簧护管，所述的弹簧设置于弹簧护管内。

所述的光纤圈在所述移动调节件不受力状态下为椭圆形，光纤圈在移动调节件受力状态下为圆形。

所述的光纤圈在所述移动调节件不受力状态下为圆形，光纤圈在移动调节件受力状态下为椭圆形。

所述的光纤圈或为一根单独的光纤盘绕而成、或为传输光纤的部分盘绕而成。

基于上述技术方案，本实用新型远程光纤门盖开关监测系统与现有技术相比具有如下有益效果：

1.本实用新型的远程光纤门盖开关监测系统由于采用光纤传输信号，并且光纤开关传感装置也由光纤圈组成，抗电磁干扰能力强，并且能对待监测的门盖开合进行实时的无源化监控。

2.本实用新型的远程光纤门盖开关监测系统中可以设置多个光纤开关传感装置，分别来监测多个监控接点，从而实现OTDR的多路检测，达到网络阵列化检测的目的。

3.本实用新型的远程光纤门盖开关监测系统利用光纤OTDR技术进行门盖开关监测，从而实现长距离监测，从而减轻人工劳动，实现远程智能化监控。

附图说明

图1是本实用新型远程光纤门盖开关监测系统的实施例1的结构组成示意图。

图2是本实用新型远程光纤门盖开关监测系统的实施例1中光纤开关传感装置受压状态下的示意图。

图3是本实用新型的实施例1中OTDR所采集的A、B处光纤开关传感装置都没有受力情况下的衰减信号图，该图也是实施例2中A、B处传感器装置都受力情况下的衰减信号图。

图4是本实用新型的实施例1中OTDR所采集A处受压（门盖合上）的衰减信号图，该图也是实施例2中OTDR所采集B处受压（门盖合上）的衰减信号图。

图5是本实用新型的实施例1中OTDR所采集B处受压（门盖合上）的衰减信号图，该图也是实施例2中OTDR所采集A处受压（门盖合上）的衰减信号图。

图6是本实用新型的实施例1中OTDR所采集A、B处都受压（门盖合上）的衰减信号图，该图也是实施例2中OTDR所采集的A、B处传感器装置都没有受力情况下的衰减信号图。

图7是本实用新型远程光纤门盖开关监测系统的实施例2的结构组成示意图。

图8是本实用新型的实施例2中光纤开关传感装置受压状态下的示意图。

具体实施方式

下面我们结合附图和具体的实施事例来对本实用新型的结构原理和具体应用做进一步的说明，以求更为清楚明了的理解本实用新型的结构组成和工作原理，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的远程光纤门盖开关监测系统中，就其结构组成来说，主要包括有光时域反射仪、传输光纤和开关传感装置，所述的传输光纤一端连接至光时域反射仪，在传输光纤上设置有至少一个开关传感装置，该开关传感装置对应地安装在待监测的门盖开关上。时光域反射仪向传输光纤发射光信号，光信号由传输光纤传至光纤开关传感装置中的光纤圈内，测量并分析限制保护盒内光纤圈由于应力作用时引起的散射特性的发生变化，并显示检测结果。通过和初始已知开关状态的OTDR测量到的光纤衰减曲线的比较，得到何位置处的门盖状态发生了变化（由关变为开）。

传输光纤，将时光域反射仪发出的光信号传至限制保护盒内的光纤圈中。

上述的开关传感装置结构上包括有光纤圈、弹簧、弹簧护架、移动调节件和限制保护盒；所述的光纤圈、弹簧和弹簧护架均设置于限制保护盒内，所述弹簧护架固定于所述限制保护盒的底部，所述弹簧设于弹簧护架上，所述的光纤圈由一根光纤盘绕多圈而成，所述移动调节件的一端位于限制保护盒内，并与所述的光纤圈和弹簧相接触，移动调节件的另一端从所述限制保护盒的顶端伸出，该伸出的部位为可以调节长度的活动杆，该活动杆与所述的门盖开关接触，所述光纤圈的两端分别从限制保护盒内伸出并与所述的传输光纤连接。

下面根据两种光纤开关传感装置对本实用新型的一种远程光纤门盖开关监测系统做举例说明；在实施例1和实施例2中光纤开关传感装置的个数为两个，并且两个光纤开关传感装置是同一个类型。

实施例1

参看图1，图1是本实用新型远程光纤门盖开关监测系统的实施例1的结构组成示意图。在本实施例的光纤门盖开关状态监测系统中，传输光纤连接在光时域反射仪1（以下简称OTDR）上，并且在传输光纤7上连接安装有光纤开关传感装置，光纤开关传感装置安装在门盖相应位置处，用于感应门盖的开关状态；传输光纤7和光纤开关传感装置中的光纤圈4光路连通，OTDR1用于检测整条光纤链路的背向散射曲线。

光纤开关传感器装置的结构组成包括有弹簧3、弹簧护架2、移动调节件6、光纤圈4和限制保护盒5。弹簧3、弹簧护架2和光纤圈4均设在限制保护盒5内，限制保护盒5起到保护盒内物件的作用，以防止由于碰撞或者压力过大导致光纤圈4造成破坏。弹簧护架2固定在限制保护盒5的底部，弹簧3环套在弹簧护架2上，弹簧护架2用于保护弹簧3免受超过极限的强力压迫而失效，同时防止弹簧3弯曲导致光纤开关传感装置失灵。作为一种等效替换，该弹簧护架2可以做成管状的弹簧护套，这样弹簧3的下端设置在弹簧护套内。

移动调节件6局部在保护盒５内外移动，移动调节件6在限制保护盒5内部的一端和光纤圈4、弹簧3相接触，在限制保护盒5外部的一端有活动杆，该活动杆可以调节长度以适应不同场合的门盖安装，并且来感应门盖开合状态，使得移动调节件６产生足够的行程使光纤圈4产生损耗（或者退损耗）。

位于限制保护盒5内部的光纤圈4是由一根光纤盘绕多圈而成，光纤圈4的两个端口通过限制保护盒5的底端伸出到限制保护盒5的外部，伸出于限制保护盒5的光纤圈两端和外部的传输光纤7连接起来。由于传输光纤7的光路传输距离较远，可以根据门盖的数量来决定在传输光纤7上需要连接安装的光纤开关传感装置的数量。

根据光纤开关传感装置中的光纤圈4的受力（即移动调节件6受压）时和不受力（即移动调节件6不受压）时的状态，可以将光纤开关传感装置分为两种类型：一种光纤开关传感装置中光纤圈4预受力状态（移动调节件6不受压）为椭圆形且受小力状态（移动调节件6受压）为圆形；第二种为光纤开关传感装置中光纤圈4小受力移动调节件6受压）状态为圆形且受力（移动调节件6不受压）状态为椭圆形。

图1中光纤圈4受压簧3的张力为椭圆形，传输光纤7上连接有两个同型号的光纤开关传感装置，光纤开关传感装置中当移动调节件6不受力、光纤圈4受弹簧3张力，状态为椭圆形。光纤开关传感装置中当移动调节件6受力、光纤圈4受移动调节件6压力，光纤圈4为圆形。两个光纤开关传感装置分别位于A、B两处。

当门盖处于打开状态时，即没有受箭头F力的时候，光纤圈4受弹簧3张力带有明显的损耗（比如1dB左右），这时候光纤圈4被弹簧3弹开形成椭圆形如图1，当移动调节件6受力F时候，光纤圈和弹簧的状态如图2所示，光纤圈4由原来的椭圆形变为圆形。此时OTDR1采集到的光纤衰减数据曲线上会显示受压前和受压后的明显不同。位置A、B处的损耗信息在OTDR1采集到的光纤衰减数据曲线上均有对应的位置。

当位置A处光纤开关传感装置和位置B处光纤开关传感装置均不受箭头F方向的力时：

在OTDR1采集到的光纤衰减数据曲线上对应位置A和位置B处明显的衰减，如图3所示。

当位置A处的光纤开关传感装置和位置B处的光纤开关传感装置处于均不受力时，表示位置A、B处门盖的状态是一致的（均为开或均为关）。OTDR1采集到的光纤衰减线如图3，可以将图3做为后续的参考模版。

当位置A处光纤开关传感装置受箭头F力、位置B处光纤开关传感装置不受箭头F力时：

在OTDR1采集到的光纤衰减数据曲线如图4所示，将图4和图3比较，可以确定位置A处的光纤开关传感装置光纤圈4发生了变化（由有损耗变为无损耗），也即A处的光纤传感装置的移动调节件6受压，A处的传感状态有一种变为另一种状态（比如门盖由开变为关，或有关变为开）。

当位置A处的光纤开关传感装置不受箭头F力而B处受箭头F力时：

在OTDR1采集到的光纤衰减数据曲线如图5所示，将图5和图3比较，可以确定位置B处的光纤开关传感装置光纤圈4发生了变化（由有损耗变为无损耗），也即B处的光纤传感装置的移动调节件6受压，B处的传感状态有一种变为另一种状态（比如门盖由开变为关，或有关变为开）。

当位置A、B两处光纤开关传感装置均受箭头F力时：

在OTDR1采集到的光纤衰减数据曲线如图6所示，将图6和图3比较，可以确定位置A、B两处的光纤开关传感装置光纤圈4发生了变化（由有损耗变为无损耗），也即A、B两处的光纤传感装置的移动调节件6受压，A、B两处的传感状态有一种变为另一种状态（比如门盖由开变为关，或有关变为开）。

实施例2

请看图7，图7是本实用新型远程光纤门盖开关监测系统的实施例2的结构组成示意图。本实施例中传输光纤7上连接有两个同型号的光纤开关传感装置，光纤开关传感装置中当移动调节件6不受力、光纤圈4受弹簧小张力，状态为圆形，而两者都反之光纤圈4为椭圆形。两个光纤开关传感装置分别位于A、B两处。

当门盖处于打开状态时，即没有受箭头F力的时候，光纤圈4受弹簧3小张力成圆形如图7，当移动调节件6受力F时候，光纤圈和弹簧的状态如图8所示，图8是本实用新型实施方式二中光纤开关传感装置受力状态下的示意图。此时OTDR1采集到的光纤衰减数据曲线上会显示受压前和受压后的明显不同。位置A、B处的损耗信息在OTDR1采集到的光纤衰减数据曲线上均有对应的位置。

当两传感装置都不受箭头力F时（门盖处于相同状态），即两移动调节件6没有受箭头F力的时候，两光纤圈4为圆形（对于位置处的光纤没有损耗），此时OTDR1采集到的光纤衰减数据曲线如图6所示，是实施例2中OTDR所采集的A、B处传感器装置都没有受力情况下的衰减信号图，该图还可以作为此后受力后衰减曲线的参考模版。

当位置A处光纤开关传感装置受箭头F力、而B处不受箭头F力时：

在OTDR1采集到的光纤衰减数据曲线如图5所示，该图也是实施例2中OTDR所采集A处受压（门盖合上）的衰减信号图，图5和图6比较，可以确定位置A处的光纤开关传感装置光纤圈4发生了变化（由无损耗变为有损耗），也即A处的光纤传感装置的移动调节件6受压，A处的传感状态有一种变为另一种状态（比如门盖由开变为关，或有关变为开）。

当位置A处光纤开关传感装置不受箭头F力、而B处受箭头F力时：

在OTDR1采集到的光纤衰减数据曲线如图4所示，图4是实施例2中OTDR所采集B处受压（门盖合上）的衰减信号图。将图4和图6比较，可以确定位置B处的光纤开关传感装置光纤圈4发生了变化（由无损耗变为有损耗），也即B处的光纤传感装置的移动调节件6受压，B处的传感状态有一种变为另一种状态（比如门盖由开变为关，或有关变为开）。

当位置A、B两处的光纤开关传感装置均受箭头F力时：

在OTDR1采集到的光纤衰减数据曲线如图3所示，图3是实施例2中A、B处传感器装置都受力情况下的衰减信号图。将图3和图6比较，可以确定位置A、B处的光纤开关传感装置光纤圈4发生了变化（由无损耗变为有损耗），也即A、B处的光纤传感装置的移动调节件6受压，A、B处的传感状态有一种变为另一种状态（比如门盖由开变为关，或有关变为开）。

本实用新型的远程光纤门盖开关监测系统具有结构简单、操作使用方便的特点，并且检测距离远，不受电磁波干扰，可以检测的门盖数量多，从而减少了工人的劳动，具有很好的应用前景。

Claims (6)

1.一种远程光纤门盖开关监测系统，其特征在于，该远程光纤门盖开关监测系统包括光时域反射仪、传输光纤和开关传感装置，所述的传输光纤一端连接至光时域反射仪，在传输光纤上设置有至少一个开关传感装置，该开关传感装置相应地安装在待监测的门盖开关上；所述的开关传感装置结构上包括有光纤圈、弹簧、弹簧护架、移动调节件和限制保护盒；所述的光纤圈、弹簧和弹簧护架均置于限制保护盒内，所述弹簧护架固定于所述限制保护盒的底部，所述弹簧设于弹簧护架上，所述移动调节件的一端位于限制保护盒内，并与所述的光纤圈和弹簧相接触，移动调节件的另一端从所述限制保护盒的顶端伸出，该伸出的部位为可以调节长度的活动杆，该活动杆与所述的门盖开关接触，所述光纤圈的两端分别从限制保护盒内伸出并与所述的传输光纤连接。

2.根据权利要求1所述的一种远程光纤门盖开关监测系统，其特征在于，所述的弹簧套设于所述的弹簧护架上。

3.根据权利要求1所述的一种远程光纤门盖开关监测系统，其特征在于，所述的弹簧护架为管状的弹簧护管，所述的弹簧设置于弹簧护管内。

4.根据权利要求1所述的一种远程光纤门盖开关监测系统，其特征在于，所述的光纤圈在所述移动调节件不受力状态下为椭圆形，光纤圈在移动调节件受力状态下为圆形。

5.根据权利要求1所述的一种远程光纤门盖开关监测系统，其特征在于，所述的光纤圈在所述移动调节件不受力状态下为圆形，光纤圈在移动调节件受力状态下为椭圆形。

6.根据权利要求1所述的一种远程光纤门盖开关监测系统，其特征在于，所述的光纤圈或为一根单独的光纤盘绕而成、或为传输光纤的部分盘绕而成。