CN218272043U - 一种具有玻璃破碎传感器的玻璃系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及玻璃破碎检测领域，解决了现有技术中具有玻璃破碎传感器的玻璃系统误报的问题。一种具有玻璃破碎传感器的玻璃系统，包括玻璃本体、检测光发射装置、检测光接收装置，检测光发射装置和检测光接收装置均与玻璃本体固定连接。本实用新型使用时，玻璃本体作为窗户玻璃或玻璃门或玻璃墙，检测光发射装置发出的检测光在玻璃本体内传播，最终被检测光接收装置接收，检测光通过完整的玻璃本体到达检测光接收装置时的光照强度是固定的，在玻璃本体破碎的情况下，到达检测光接收装置的检测光的光照强度发生变化，检测光接收装置采集检测光的光照强度并将其以电信号的形式传输给信号处理电路，信号处理电路给出玻璃本体破碎的信息。

Description

一种具有玻璃破碎传感器的玻璃系统

技术领域

本实用新型涉及玻璃破碎检测领域，尤其涉及一种具有玻璃破碎传感器的玻璃系统。

背景技术

具有玻璃破碎传感器的玻璃系统是设置于玻璃上的用于检测玻璃破碎的传感器，通常与报警器连接或与上位机连接，用于检测非法入侵。现有的具有玻璃破碎传感器的玻璃系统通常利用换能器检测玻璃的振动，玻璃破碎时其振动频率较高，在大多数时候这种传感器能够分辨玻璃破碎发出的振动与碰撞等因素导致的振动，但部分情况下，玻璃的受迫振动与玻璃破碎时的振动频率相同或接近，导致传感器无法分辨，造成误报。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有玻璃破碎传感器的玻璃系统，解决了现有技术中具有玻璃破碎传感器的玻璃系统误报的问题。

一种具有玻璃破碎传感器的玻璃系统，包括玻璃本体、检测光发射装置、检测光接收装置，检测光发射装置和检测光接收装置均与玻璃本体固定连接。本实用新型使用时，玻璃本体作为窗户玻璃或玻璃门或玻璃墙，检测光发射装置发出的检测光在玻璃本体内传播，最终被检测光接收装置接收，检测光通过完整的玻璃本体到达检测光接收装置时的光照强度是固定的，在玻璃本体破碎的情况下，到达检测光接收装置的检测光的光照强度发生变化，检测光接收装置采集检测光的光照强度并将其以电信号的形式传输给信号处理电路，信号处理电路给出玻璃本体破碎的信息。检测光发射装置和检测光接收装置均与玻璃本体固定连接，即使玻璃本体移动，检测光发射装置和检测光接收装置仍然与玻璃本体保持相对静止，避免了玻璃本体移动导致检测光接收装置接收到的检测光强度发生变化。

进一步，所述检测光发射装置和所述检测光接收装置分别位于所述玻璃本体的两侧，检测光发射装置的光轴平行于玻璃本体的顶面（玻璃本体面积较大的两个面为顶面和底面，顶面和底面平行，其余面为侧面），检测光发射装置发射的检测光平行于玻璃本体的顶面并由侧面入射。检测光发射装置和检测光接收装置正对设置，检测光发射装置发出的检测光直线传播到检测光接收装置，当玻璃本体破碎时，检测光由玻璃本体射出，在出射面上发生反射，导致到达检测光接收装置的检测光光照强度变弱。

进一步，所述检测光发射装置和所述检测光接收装置分别位于所述玻璃本体的两侧，检测光发射装置的光轴与玻璃本体的顶面之间存在夹角，检测光发射装置发射的检测光与玻璃本体的顶面之间存在夹角并由侧面入射。检测光发射装置发射的检测光在玻璃本体内传播并在玻璃本体（顶面/底面处）与空气的交界面上发生反射，经多次反射后，检测光由玻璃本体的侧面射出，并被检测光接收装置接收。优选地，应合理设置检测光的角度，使其在玻璃本体内传播时，在玻璃本体（顶面/底面处）与空气的交界面上发生全反射，以提高机构的效率，降低能耗，并使正常情况下检测光接收装置接收的检测光光照强度更加稳定，进而提高了机构检测的准确性。

进一步，所述检测光发射装置与所述玻璃本体之间设有入射辅助件，入射辅助件的一面贴靠在玻璃本体的侧面上，入射辅助件的折射率大于空气的折射率。根据菲涅尔公式，检测光由入射辅助件与玻璃本体的界面上入射时，入射辅助件的折射率越大，反射系数越小，因此入射辅助件能够减小检测光在玻璃本体的侧面的反射光强度，提高射入玻璃本体的检测光的强度，提高了玻璃系统的效率。空气折射率随环境因素的变化而改变，为了确保入射辅助件的作用能够正常发挥，入射辅助件的折射率应该大于其所处环境的空气折射率的最大值。

进一步，所述检测光发射装置的光轴与所述玻璃本体的顶面之间存在夹角，检测光发射装置发射的检测光与玻璃本体的顶面之间存在夹角并由顶面/底面入射。检测光由玻璃本体的顶面/底面入射，检测光发射装置可以设置在玻璃本体的顶面/底面处，无需将其设置在玻璃本体的侧面，而玻璃本体的侧面往往位于窗框等固定结构内或者与相邻的玻璃紧贴，从而降低了安装的难度。

进一步，所述检测光发射装置与所述玻璃本体之间设有入射辅助件，入射辅助件的一面贴靠在玻璃本体的顶面/底面上，入射辅助件的折射率大于空气的折射率。根据菲涅尔公式，入射辅助件的折射率越大，反射系数越小，因此入射辅助件能够减小检测光在玻璃本体的侧面的反射光强度，提高射入玻璃本体的检测光的强度，提高了玻璃系统的效率。空气折射率随环境因素的变化而改变，为了确保入射辅助件的作用能够正常发挥，入射辅助件的折射率应该大于其所处环境的空气折射率的最大值。

进一步，所述检测光接收装置的工作面与所述玻璃本体的侧面平行。检测光由玻璃本体的侧面射出，并被检测光接收装置接收。

进一步，所述检测光接收装置与玻璃本体之间设有出射辅助件，出射辅助件的一面贴靠在玻璃本体的顶面/底面上，出射辅助件的折射率大于空气的折射率。空气折射率随环境因素的变化而改变，为了确保出射辅助件的作用能够正常发挥，出射辅助件的折射率应该大于其所处环境的空气折射率的最大值。优选地，出射辅助件的折射率大于玻璃本体的折射率。

进一步，所述检测光发射装置为红外光发射装置。碳化硅灯或红外光LED，碳化硅灯或红外光LED均能发出红外光。检测光接收装置为硅光电池或光电二极管。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

本实用新型使用时，玻璃本体作为窗户玻璃或玻璃门或玻璃墙，检测光发射装置发出的检测光在玻璃本体内传播，最终被检测光接收装置接收，检测光通过完整的玻璃本体到达检测光接收装置时的光照强度是固定的，在玻璃本体破碎的情况下，到达检测光接收装置的检测光的光照强度发生变化，检测光接收装置采集检测光的光照强度并将其以电信号的形式传输给信号处理电路，信号处理电路给出玻璃本体破碎的信息。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型整体结构示意图；

图3为本实用新型整体结构示意图；

图4为本实用新型整体结构示意图；

图5为本实用新型整体结构示意图；

图6为本实用新型整体结构示意图；

图7为本实用新型整体结构示意图；

图8为本实用新型整体结构示意图；

图9为本实用新型供电电路的电路图；

图10为本实用新型供电电路的电路图；

图11为本实用新型检测光发射电路的电路图；

图12为本实用新型检测光接收电路的电路图；

图13为本实用新型单片机的电路图。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

实施例1

一种具有玻璃破碎传感器的玻璃系统，包括玻璃本体、检测光发射装置、检测光接收装置，检测光发射装置和检测光接收装置均与玻璃本体固定连接。本实用新型使用时，玻璃本体作为窗户玻璃或玻璃门或玻璃墙，检测光发射装置发出的检测光在玻璃本体内传播，最终被检测光接收装置接收，检测光通过完整的玻璃本体到达检测光接收装置时的光照强度是固定的，在玻璃本体破碎的情况下，到达检测光接收装置的检测光的光照强度发生变化，检测光接收装置采集检测光的光照强度并将其以电信号的形式传输给信号处理电路，信号处理电路给出玻璃本体破碎的信息。检测光发射装置和检测光接收装置均与玻璃本体固定连接，即使玻璃本体移动，检测光发射装置和检测光接收装置仍然与玻璃本体保持相对静止，避免了玻璃本体移动导致检测光接收装置接收到的检测光强度发生变化。

如图1所示，检测光发射装置和所述检测光接收装置分别位于所述玻璃本体的两侧，检测光发射装置的光轴平行于玻璃本体的顶面（玻璃本体面积较大的两个面为顶面和底面，顶面和底面平行，其余面为侧面），检测光发射装置发射的检测光平行于玻璃本体的顶面并由侧面入射。检测光发射装置和检测光接收装置正对设置，检测光发射装置发出的检测光直线传播到检测光接收装置，当玻璃本体破碎时，检测光由玻璃本体射出，在出射面上发生反射，导致到达检测光接收装置的检测光光照强度变弱。

如图2所示，检测光发射装置与所述玻璃本体之间设有入射辅助件，入射辅助件的一面贴靠在玻璃本体的侧面上，入射辅助件的折射率大于空气的折射率。根据菲涅尔公式，入射辅助件的折射率越大，反射系数越小，因此入射辅助件能够减小检测光在玻璃本体的侧面的反射光强度，提高射入玻璃本体的检测光的强度，提高了玻璃系统的效率。空气折射率随环境因素的变化而改变，为了确保入射辅助件的作用能够正常发挥，入射辅助件的折射率应该大于其所处环境的空气折射率的最大值。

检测光接收装置的工作面与所述玻璃本体的侧面平行。检测光由玻璃本体的侧面射出，并被检测光接收装置接收。

检测光发射装置为红外光发射装置，具体为碳化硅灯，碳化硅灯能发出红外光。碳化硅灯与玻璃本体之间设有凸透镜，碳化硅灯位于凸透镜的焦点上，因此碳化硅灯发出的发散光经凸透镜折射后变为平行光。检测光接收装置为硅光电池。硅光电池与玻璃本体之间设有滤光片，允许波长在760nm-1mm之间的光通过。

本实用新型的电路包括供电模块、检测光发射电路、检测光接收电路、单片机、输出电路，供电模块向检测光发射电路、检测光接收电路、单片机、输出电路供电。供电模块与电源连接，包括依次连接的防反接二极管D1、瞬态抑制二极管TVS2、电容器C4和电容器C2组成的滤波电路、LDO芯片U2、电容器C1和电容器C3组成的滤波电路、LDO芯片U1、电容器C5和电容器C6组成的滤波电路、电阻R1、电压基准芯片U3、电容R2和电容器C7组成的低通滤波电路、电阻R3和电阻R组成的分压电路、电容器C61组成的滤波电路、运放器U4.1和电容器C8组成的电压跟随电路；在电容器C4的一端形成VCC电压输出端，在电容器C1的一端形成5V电压输出端，在电容器C6的一端形成3.3V电压输出端，在电容器C7的一端形成VREF1电压输出端，在运放器U4.1的输出端形成VREF2电压输出端。

检测光发射电路包括红外LED D2、运放器U5.1、三极管Q1、数字三极管Q2以及电容器、电阻，实现了红外检测光的发射和控制。

检测光接收电路包括光电二极管PD1、IV转换电路、带通滤波电路和同相放大电路，IV转换电路包括运放器U4.2，带通滤波电路包括运放器U4.1，同相放大电路包括运放器U5.2，实现了对检测光的接收和处理。

单片机及其外围电路实现了对检测光接收电路信号的进一步处理，并通过输出电路进行输出。

还包括辅助检测光接收装置，辅助检测光接收装置为辅助硅光电池，辅助硅光电池能够接收外界射入玻璃本体的光线，后续信号处理电路对硅光电池和辅助硅光电池的信号进行计算后，可以得到不受外界干扰的检测光强度信号。

实施例2

如图3、图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，检测光发射装置和所述检测光接收装置分别位于所述玻璃本体的两侧，检测光发射装置的光轴与玻璃本体的顶面之间存在夹角，检测光发射装置发射的检测光与玻璃本体的顶面之间存在夹角并由侧面入射。检测光发射装置发射的检测光在玻璃本体内传播并在玻璃本体（顶面/底面处）与空气的交界面上发生反射，经多次反射后，检测光由玻璃本体的侧面射出，并被检测光接收装置接收。优选地，应合理设置检测光的角度，使其在玻璃本体内传播时，在玻璃本体（顶面/底面处）与空气的交界面上发生全反射，以提高机构的效率，降低能耗，并使正常情况下检测光接收装置接收的检测光光照强度更加稳定，进而提高了机构检测的准确性。

实施例3

如图6所示，本实施例与实施例1的区别在于，检测光发射装置的光轴与所述玻璃本体的顶面之间存在夹角，检测光发射装置发射的检测光与玻璃本体的顶面之间存在夹角并由顶面/底面入射。检测光由玻璃本体的顶面/底面入射，检测光发射装置可以设置在玻璃本体的顶面/底面处，无需将其设置在玻璃本体的侧面，而玻璃本体的侧面往往位于窗框等固定结构内或者与相邻的玻璃紧贴，从而降低了安装的难度。检测光发射装置发射的检测光在玻璃本体内传播并在玻璃本体（顶面/底面处）与空气的交界面上发生反射，经多次反射后，检测光由玻璃本体的侧面射出，并被检测光接收装置接收。优选地，应合理设置检测光的角度，使其在玻璃本体内传播时，在玻璃本体（顶面/底面处）与空气的交界面上发生全反射，以提高机构的效率，降低能耗，并使正常情况下检测光接收装置接收的检测光光照强度更加稳定，进而提高了机构检测的准确性。

如图7所示，检测光发射装置与所述玻璃本体之间设有入射辅助件，入射辅助件的一面贴靠在玻璃本体的顶面/底面上，入射辅助件的折射率大于空气的折射率。根据菲涅尔公式，入射辅助件的折射率越大，反射系数越小，因此入射辅助件能够减小检测光在玻璃本体的侧面的反射光强度，提高射入玻璃本体的检测光的强度，提高了玻璃系统的效率。空气折射率随环境因素的变化而改变，为了确保入射辅助件的作用能够正常发挥，入射辅助件的折射率应该大于其所处环境的空气折射率的最大值。

实施例4

如图5和图8所示，检测光接收装置与玻璃本体之间设有出射辅助件，出射辅助件的一面贴靠在玻璃本体的顶面/底面上，出射辅助件的折射率大于空气的折射率。空气折射率随环境因素的变化而改变，为了确保出射辅助件的作用能够正常发挥，出射辅助件的折射率应该大于其所处环境的空气折射率的最大值。优选地，出射辅助件的折射率大于玻璃本体的折射率。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于，检测光发射装置为红外光LED。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于，检测光接收装置为光电二极管。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本实用新型的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种具有玻璃破碎传感器的玻璃系统，其特征在于，包括玻璃本体、检测光发射装置、检测光接收装置、辅助检测光接收装置，检测光发射装置、辅助检测光接收装置和检测光接收装置均与玻璃本体固定连接，检测光接收装置用于接收检测光发射装置发出的接收光，辅助检测光接收装置用于接收外界射入玻璃本体的光，还包括辅助检测光接收装置，辅助检测光接收装置为辅助硅光电池，辅助硅光电池能够接收外界射入玻璃本体的光线，后续信号处理电路对硅光电池和辅助硅光电池的信号进行计算后，可以得到不受外界干扰的检测光强度信号。

2.根据权利要求 1 所述的具有玻璃破碎传感器的玻璃系统，其特征在于，所述检测光发射装置和所述检测光接收装置分别位于所述玻璃本体的两侧，检测光发射装置的光轴平行于玻璃本体的顶面，检测光发射装置发射的检测光平行于玻璃本体的顶面并由侧面入射。

3.根据权利要求 1 所述的具有玻璃破碎传感器的玻璃系统，其特征在于，所述检测光发射装置和所述检测光接收装置分别位于所述玻璃本体的两侧，检测光发射装置的光轴与玻璃本体的顶面之间存在夹角，检测光发射装置发射的检测光与玻璃本体的顶面之间存在夹角并由侧面入射。

4.根据权利要求 1 所述的具有玻璃破碎传感器的玻璃系统，其特征在于，所述检测光发射装置的光轴与所述玻璃本体的顶面之间存在夹角，检测光发射装置发射的检测光与玻璃本体的顶面之间存在夹角并由顶面/底面入射。

5.根据权利要求 2或 3 或 4 所述的具有玻璃破碎传感器的玻璃系统，其特征在于，所述检测光接收装置的工作面与所述玻璃本体的侧面平行。

6.根据权利要求 2或 3 或 4 所述的具有玻璃破碎传感器的玻璃系统，其特征在于，所述检测光接收装置与玻璃本体之间设有出射辅助件，出射辅助件的一面贴靠在玻璃本体的顶面/底面上，出射辅助件的折射率大于空气的折射率。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的具有玻璃破碎传感器的玻璃系统，其特征在于，所述检测光发射装置为红外光发射装置。

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