光规律即状态组合和时序组合，信号灯的发光颜色。
[0020]在图1中，传输光纤(310)由光纤固定架(210)和光纤固定管(220)固定并对准信号灯(I1)发光较强位置。传输光纤(310)另一端对准对应的光信号传感器(520);若各光信号传感器(520)前可加装对应的窄带滤光片(410)，使只有对应颜色即波长的光信号通过窄带滤光片(410)到达各光信号传感器(520)，实现对信号灯(110)颜色变化的状态采集；传输光纤(310)将信号灯(110)的状态以极低损耗方式传送到光信号传感器(520)。光信号传感器(520)完成对接收到的光信号按信号灯(110)的特性进行光电转换工作。光纤固定管(220)适当弯曲以避免对信号灯(110)造成遮挡，由于传输光纤(310)纤芯细小且呈高透明特性，所以对现场视觉巡检和监控不造成遮挡和干扰。
[0021]在图3中，在所示的流程图中设备信号灯(110)的发光状态由传输光纤(310)准确无误地传送到光信号传感器(520)中，由光信号传感器(520)将进行光电状态转换，再由光信号采集和处理模块(530)进行对信号状态进行分析处理、统计并存储信号灯状态数据。处理后的状态数据第一路到现场跟随显示模块(550)对信号灯(110)进行现场跟随显示，以便现场直观判断本发明系统工作是否正常，也可辅助现场视觉巡检和监控。处理后的状态数据第二路到通信接口(540)，由通信接口(540)完成与上位机的通信。
[0022]在图4中，在所示的系统图中传输光纤(310)由光纤固定架(210)和光纤固定管(220)固定并对准信号灯(110)发光较强位置。传输光纤(310)通过合理隐藏的路径走向，最终对准对应的光信号传感器(520)，从而将信号灯(110)的状态以极低损耗方式传送到光信号传感器(520)。光信号传感器(520)完成对接收到的光信号按信号灯(110)的特性进行光电转换工作。再由光信号采集和处理模块(530)进行对信号状态进行分析处理、统计并存储信号灯状态数据。处理后的状态数据第一路到现场跟随显示模块(550)对信号灯(110)进行现场跟随显示，以便现场直观判断本发明系统工作是否正常，也可辅助现场视觉巡检和监控。处理后的状态数据第二路到通信接口(540)，由通信接口(540)完成与上位机的通信。光纤固定管(220)适当弯曲以避免对信号灯(110)造成遮挡，由于传输光纤(310)纤心细小且呈高透明特性，所以对现场视觉巡检不造成遮挡和干扰。
[0023]在图5中，在机架设备信号灯状态采集的应用实例示意图中，传输光纤(310)由光纤固定架(210)和光纤固定管(220)固定并对准机架设备的信号灯(110)发光较强位置。传输光纤(310)通过合理隐藏的路径走向，最终进入本发明系统-光信号采集器(500)中。由光信号采集器(500)中的各模块完成对信号状态进行分析处理、统计并存储信号灯状态数据及与上位机(600)进行通信；现场跟随显示模块(550)根据光信号数据同步模拟显示被采集信号灯(110)的各种状态。
[0024]在图6中，在设备电子线路板信号灯状态采集的应用实例示意图中，传输光纤(310)由光纤固定架(210)和光纤固定管(220)固定并对准设备电子线路板的信号灯(110)发光较强位置。传输光纤(310)通过合理隐藏的路径走向，最终进入本发明系统-光信号采集器(500)中。由光信号采集器(500)中的各模块完成对信号状态进行分析处理、统计并存储信号灯状态数据及与上位机(600)进行通信；现场跟随显示模块(550)根据光信号数据同步模拟显示被采集信号灯(110)的各种状态。
[0025]首先，由于光信号传感器(520)与信号灯(110) 对应的，本发明米用高速单片机为核心设计，加上光信号传感器(520)为高可靠快速响应器件，从而解决了精确且高速采集信号灯(110)状态的问题；其次，由于传输光纤(310)纤芯固定时采取适当弯曲以避免对信号灯(110)造成遮挡，加上传输光纤(310)纤芯透明且直径很小几乎不影响原信号灯(110)现场视觉巡查和监控，从而解决了现场信号灯(110)视觉干扰的问题；再次，由于传输光纤(310)纤芯直径很小，从而解决了高密度信号灯(110)的采集问题；最后，由于传输光纤(310)为石英、塑料和橡胶等非金属材料制造而成，传输光纤(310)有效信号传输长度可以达到10m以上，从而完全可以避免包括光信号采集器(500)在内的本发明系统对被采集设备造成电磁干扰，同时也可以实现对高湿、高温、低温、液体中、缺氧、腐蚀或有毒恶劣工作环境下的设备信号灯(110)状态进行采集。
【主权项】
1.一种无干扰光纤设备信号灯状态识别、采集、传输的装置和方法，尤其是能在无视觉和电磁干扰的前提下对零星或高密集多个信号灯的状态进行准确高速的检测分析，其特征是: 尤其是采用光纤进行光信号传输； 光纤固定架和光纤固定管共同对传输光纤进行固定； 纤芯端面打磨及纤芯热弯曲工艺使采集点定点准确和采集光方向定向准确； 采用窄带滤光片对信号灯颜色变化状态的采集； 光信号采集和处理模块对单个或多个信号灯复杂状态的快速分析处理； 现场跟随显示模块对被采集信号灯各状态进行跟随显示； 通过标准通信接口将光信号采集和处理模块的计算结果上传到各系统的上位机。2.根据权利要求1所述的无干扰光纤信号灯状态采集系统和方法，其特征是:由传输光纤完成光信号的传输，信号灯的光信号由传输光纤送至一对原设备系统无干扰的场合，传输光纤最大传输长度可超过10m ;以避免信号采集处理的电子设备对原设备造成电磁干扰，可以实现对高湿、高温、低温、液体中、缺氧、腐蚀或有毒恶劣工作环境下的设备信号灯状态进行采集。3.根据权利要求1所述的无干扰光纤信号灯状态采集系统和方法，其特征是:光纤固定架和光纤固定管共同对传输光纤进行固定，光纤固定管适当弯曲方式固定传输光纤及其纤芯，以避免对信号灯造成视觉遮挡，传输光纤纤芯细小且呈高透明特性，对现场设备视觉巡检不造成遮挡和干扰。4.根据权利要求1所述的无干扰光纤信号灯状态采集系统和方法，其特征是:传输光纤各自的纤芯与信号灯一一对应，其纤芯端面进行适当打磨后即可使纤芯对定向光信号进行采集，通过纤芯热弯曲工艺将纤芯前端进行适当弯曲，其最长弯曲长度可超过5cm，从而避免在信号灯高密集场合中邻近信号灯的光干扰。5.根据权利要求1所述的无干扰光纤信号灯状态采集系统和方法，其特征是:传输光纤多个纤芯可同时对准一个颜色变化的信号灯进行光信号的颜色状态采集，传感器组中各光信号传感器前可加装对应的窄带滤光片，使只有对应颜色即波长的光信号通过窄带滤光片到达各光信号传感器，要采集信号灯几种颜色状态就用相应数量纤芯进行采集，同时传到相应数量的光信号传感器中，来实现对信号灯颜色变化的状态采集。6.根据权利要求1所述的无干扰光纤信号灯状态采集系统和方法，其特征是:光信号采集和处理模块采用高速单片机为核心设计，光信号传感器采用高可靠快速响应器件设计，从而本发明系统可以精确且高速采集信号灯的各种状态；高速运行的光信号采集和处理模块对信号灯各种状态进行分析处理、统计并存储信号灯状态数据；可处理信号灯状态有:信号灯的亮和灭，信号灯的发光强弱，单个或多个信号灯的发光规律即状态组合和时序组合，信号灯的发光颜色。7.根据权利要求1所述的无干扰光纤信号灯状态采集系统和方法，其特征是:现场跟随显示模块根据光信号采集和处理模块对信号灯各种状态进行分析处理、统计的信号灯状态数据，同步模拟显示被采集信号灯的各种状态，由此在现场即可对本发明系统的工作状态进行直观的判断，也可根据模拟显示来对现场关键信号灯进行及时全面的监控。8.根据权利要求1所述的无干扰光纤信号灯状态采集系统和方法，其特征是:采用标准通信接口将光信号采集和处理模块对信号灯各种状态进行分析处理、统计的信号灯状态数据结果上传到各系统的上位机，提供给各系统做远程监控、自动控制、智能控制、智慧系统用。
【专利摘要】本发明提供一种无干扰光纤信号灯状态采集系统和方法，用于同时采集电子电气设备上多个信号灯状态。包含：传输光纤、光传感器、光纤固定架、光信号采集和处理模块、通信接口。传输光纤的每一芯紧贴并对准设备的每一个信号灯，将信号灯的光状态传输到对应光传感器，光纤固定架将每一芯光纤进行可靠定位，每一个光传感器将对应光纤传来的光信号转换成电信号，光信号采集和处理模块对各路信号状态分析处理、统计并存储信号灯状态数据，通信接口完成与上位机的通信。由于光纤不遮挡指示灯，由此，在不影响设备现场视觉监控的同时实时精准地检测设备信号灯的状态，进而确保电子电气设备与本发明设备系统不产生电磁干扰。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN105137927
【申请号】CN201510458046
【发明人】王云丽
【申请人】王云丽
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月30日