CN220234654U - 一种光纤微动开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤微动开关，属于开关设备技术领域，包括外壳，外壳内设置有弹性件和触发杆，触发杆滑动安装于外壳且一端伸出外壳，当触发杆位于外壳外的端部被推动时，触发杆位于外壳内的端部推动弹性件发生形变；外壳内还设置有光纤，光纤固定于弹性件表面的部分设置有光栅，光栅随弹性件的形变发生变形，光纤包括一端伸出外壳的输入光纤和输出光纤，当触发杆被推动时，光栅的形变会使光栅间距发生变化，进而引起反射波长的变化，通过光调制解调仪检测出波形变化，进而能够计算到触发杆的移动量，该开关具有极高的寿命和稳定性、可靠性、耐侯性；同时现场不需要供电，不存在超长距离的供电问题，适合于长距离、被测信号多且分散等场合。

Description

一种光纤微动开关

技术领域

本实用新型属于开关设备技术领域，具体涉及一种光纤微动开关。

背景技术

目前，带式输送机等工业领域的综合保护系统所有保护开关（传感器）多采用通电类开关。为了经济性，该开关通过一定的通信系统传输至上位控制系统实现多个开关的定位，但是这种方案需要增加控制电源、系统组成复杂、在工业现场必须安装电子器件，稳定性容易受现场温度影响。且常常受现场强电磁干扰影响、通讯电缆接头氧化等各种问题导致通讯质量下降，甚至掉线等，对长距离带式输送机等设备的故障停机率有较大影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种光纤微动开关，不存在信号串扰和电磁干扰，不怕雷击，不存在漏电流、温度及接头氧化导致故障及通讯质量问题，具有极高的寿命和稳定性、可靠性、耐侯性，且适合于长距离、被测信号多且分散等场合。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种光纤微动开关，包括外壳，所述外壳内设置有弹性件和触发杆，所述触发杆滑动安装于所述外壳且一端伸出所述外壳，当所述触发杆位于所述外壳外的端部被推动时，所述触发杆位于所述外壳内的端部推动所述弹性件发生形变；所述外壳内还设置有光纤，所述光纤固定于所述弹性件表面的部分设置有光栅，所述光栅随所述弹性件的形变发生变形，所述光纤包括一端伸出所述外壳的输入光纤和输出光纤。

进一步的，所述弹性件为板簧，所述板簧在所述外壳内横向设置。

进一步的，所述板簧远离所述触发杆的一端固定于所述外壳。

进一步的，所述光栅为布拉格光栅。

进一步的，所述外壳上设置有安装槽，所述弹性件和所述光栅设置于所述安装槽内。

进一步的，所述安装槽的一侧设置有沟槽，所述弹性件的一端伸入所述沟槽内，伸入所述沟槽的所述弹性件端部的上侧和下侧分别粘贴固定于所述沟槽的上侧壁和下侧壁。

进一步的，所述安装槽的上侧壁开设有供所述触发杆竖向穿过的通孔。

进一步的，所述触发杆位于所述外壳内的端部连接有外径大于所述通孔内径的挡块。

进一步的，所述触发杆位于所述外壳外的端部表面为球面。

进一步的，所述输入光纤和所述输出光纤伸出所述外壳的一端连接有光纤连接端口。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的光纤微动开关包括外壳，外壳内设置有弹性件和触发杆，触发杆滑动安装于外壳且一端伸出外壳，当触发杆位于外壳外的端部被推动时，触发杆位于外壳内的端部推动弹性件发生形变；外壳内还设置有光纤，光纤固定于弹性件表面的部分设置有光栅，光栅随弹性件的形变发生变形，光纤包括一端伸出外壳的输入光纤和输出光纤，当触发杆被推动时，光栅的形变会使光栅间距发生变化，进而引起反射波长的变化，通过光调制解调仪检测出波形的变化，进而能够计算到触发杆的移动量，该开关采用光纤为介质直接传播信号的方式来实现被测量的信号及位置检测，不存在信号串扰和电磁干扰，不怕雷击，不存在漏电流、温度及接头氧化导致故障及通讯质量问题，具有极高的寿命和稳定性、可靠性、耐侯性；同时现场不需要供电，不存在超长距离的供电问题，适合于长距离、被测信号多且分散等场合。

附图说明

图1是本实用新型光纤微动开关的内部结构示意图；

图2是本实用新型光纤微动开关的外部结构示意图；

图中，1-底壳，2-安装槽，3-触发杆，4-挡块，5-弹性件，6-光纤，7-光栅，8-沟槽，9-安装孔，10-上盖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本说明书的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，除非另有明确的限定，“设置”、“安装”、“ 连接”等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种光纤微动开关，包括外壳，外壳内设置有弹性件5和触发杆3，触发杆3滑动安装于外壳且一端伸出外壳，当触发杆3位于外壳外的端部被推动时，触发杆3位于外壳内的端部推动弹性件5发生形变。

如图1所示，外壳内还设置有光纤6，光纤6固定于弹性件5表面的部分设置有光栅7，弹性件5能够对光栅7部分提供很好的支撑，光栅7随弹性件5的形变进行应变，光纤6包括一端伸出外壳的输入光纤和输出光纤。输入光纤和输出光纤伸出外壳的一端连接有光纤连接端口，用于连接外部光纤，使光信号能够输入输出。且由于开关的体积较小，光纤连接端口与外壳之间为分体设置。

当触发杆3被推动时，会使弹性件5和其上的光栅7弯曲变形，光栅7的形变会使光栅7间距发生变化，输入光纤中的光信号通过光栅7时，反射波的光波波长也会随光栅7间距产生相应改变，输出光纤中的光信号通过光调制解调仪检测出波形的变化，通过软件能够计算到触发杆3的移动量。

如图1所示，弹性件5为板簧，板簧在外壳内横向设置，能够产生竖向的形变。触发杆3竖向设置在板簧一端的上方，板簧远离触发杆3的一端固定于外壳。触发杆3可上下移动，用于传递应变量，当触发杆3受到外力向下移动时，板簧的端部随触发杆3向下弯曲，发生形变，板簧能够提供标准形变使光栅7的反射信号标准、稳定，且与触发杆3的动作量对应。

本实施方式中，光栅7为布拉格光栅7，布拉格光栅7的特点为，在光纤6中的光信号通过布拉格光栅7时，符合布拉格条件的光波信号被光栅7反射，而其它波长信号基本不被反射，而布拉格光栅7一旦遭受应力或温度变化影响，光栅7栅距就会发生变化，反射波的光波波长也会随之改变，这样布拉格波长变化就可以被测量。

布拉格光栅7的波长变化量与应变量和温度变化量同时相关，公式如下：

Δλ_Ｂ ＝λ_Ｂ（１－Ｐｅ）Δε＋λ_Ｂ（α_ｆ－ξ）ΔＴ。

式中：Δλ_Ｂ为波长变化量，λ_Ｂ为反射波长，Pe为光纤6的弹光系数，Δε为应变量，α_f为 FBG 热膨胀系数，ζ 为光纤6的热光系数，ΔＴ为温度变化量。

外界的环境温度变化可通过温度传感器检测，输出光纤6的光信号通过光纤6调制解调器，进行解调后，通过软件计算便可以得到光栅7的应变信息，给后方控制使用，或直接发出警报信号。

实际使用中，可实现在一根光纤上接入多个光纤微动开关，各光纤微动开关中的光栅7制作为不同的间距，使得输出光纤的反射波长不同，通过后方的控制器显示后能够区分定位。

如图1和图2共同所示，外壳包括底壳1和上盖10，底壳1上设置有安装槽2，弹性件5和光栅7设置于安装槽2内。安装槽2的一侧设置有沟槽8，弹性件5的一端伸入沟槽8内，伸入沟槽8的弹性件5端部的上侧和下侧分别粘贴固定于沟槽8的上侧壁和下侧壁。

如图1所示，安装槽2的上侧壁开设有供触发杆3竖向穿过的通孔，触发杆3位于底壳1内的端部连接有外径大于通孔内径的挡块4，防止触发杆3的触发外力消失后，弹性件5恢复产生的弹力使触发杆3滑出底壳1。

如图1所示，触发杆3位于外壳外的端部表面为球面，触发杆3除轴向的运动部件可以触发之外，触发杆3径向方向的运动部件也能够使得触发杆3产生轴向运动，具有较大的适用范围。

如图1和图2共同所示，底壳1和上盖10开设有用于安装紧固件的安装孔9，紧固件如紧固螺钉穿过安装孔9，将底壳1和上盖10固定为一体，并且会将该开关固定到使用设备上。

本实用新型的光纤微动开关通过在外壳内设置有弹性件和触发杆，当触发杆位于外壳外的端部被推动时，触发杆位于外壳内的端部推动弹性件发生形变，弹性件表面的光栅，光栅随弹性件的形变发生变形，光栅的形变会使光栅间距发生变化，进而引起反射波长的变化，通过光调制解调仪检测出波形的变化，进而能够计算到触发杆的移动量，该开关具有极高的寿命和稳定性、可靠性、耐侯性；同时适合于长距离、被测信号多且分散等场合。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，这些仅仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所述权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，在没有经过任何创造性的劳动下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种光纤微动开关，其特征在于，包括外壳，所述外壳内设置有弹性件和触发杆，所述触发杆滑动安装于所述外壳且一端伸出所述外壳，当所述触发杆位于所述外壳外的端部被推动时，所述触发杆位于所述外壳内的端部推动所述弹性件发生形变；

所述外壳内还设置有光纤，所述光纤固定于所述弹性件表面的部分设置有光栅，所述光栅随所述弹性件的形变发生变形，所述光纤包括一端伸出所述外壳的输入光纤和输出光纤。

2.根据权利要求1所述的光纤微动开关，其特征在于，所述弹性件为板簧，所述板簧在所述外壳内横向设置。

3.根据权利要求2所述的光纤微动开关，其特征在于，所述板簧远离所述触发杆的一端固定于所述外壳。

4.根据权利要求1所述的光纤微动开关，其特征在于，所述光栅为布拉格光栅。

5.根据权利要求1所述的光纤微动开关，其特征在于，所述外壳上设置有安装槽，所述弹性件和所述光栅设置于所述安装槽内。

6.根据权利要求5所述的光纤微动开关，其特征在于，所述安装槽的一侧设置有沟槽，所述弹性件的一端伸入所述沟槽内，伸入所述沟槽的所述弹性件端部的上侧和下侧分别粘贴固定于所述沟槽的上侧壁和下侧壁。

7.根据权利要求5所述的光纤微动开关，其特征在于，所述安装槽的上侧壁开设有供所述触发杆竖向穿过的通孔。

8.根据权利要求7所述的光纤微动开关，其特征在于，所述触发杆位于所述外壳内的端部连接有外径大于所述通孔内径的挡块。

9.根据权利要求8所述的光纤微动开关，其特征在于，所述触发杆位于所述外壳外的端部表面为球面。

10.根据权利要求1至9任一项所述的光纤微动开关，其特征在于，所述输入光纤和所述输出光纤伸出所述外壳的一端连接有光纤连接端口。