专利名称：周界安防用压敏型光纤传感装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传感装置，特别涉及一种周界安防用压敏型光纤传感装置。
背景技术：
随着社会治安的大力发展，各种安全监测装置设备也越来越多。户外周界入侵探测装置用于大面积边界监测，一种受到重视，因为在多数情况下这是第一道防止侵入的屏障。周界监测的装置种类较多，但由于价格及使用、维护成本等问题影响，大多数没有普及，最常见的周界监测是红外对射周界监测系统和视频监测系统。前者价格低、性价比较高而受到广泛使用，但其缺点是使用寿命较短、受多种环境影响较大、误报频繁；后者因具有现场记录回放的功能也得到了广泛使用，但由于技术条件的限制无法做到实时监测，以事后追溯功能为主，其预防事件发生的作用和功能有待提高。也就是说现有的技术及设备仍无法满足实际的安防需要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种周界安防用压敏型光纤传感装置。本发明结构简单、设计合理、成本低且使用方式灵活、灵敏度高、使用效果好，能够有效监测侵入者的闯入行为，具有广阔的市场应用前景。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是周界安防用压敏型光纤传感装置，其特征在于包括设置在路面平板下面且埋入土层内的至少一个光纤弯曲敏感元件，所有的光纤弯曲敏感元件内包含有信号光纤，且当光纤弯曲敏感元件为两个或两个以上时，光纤弯曲敏感元件内的信号光纤通过光缆串联在一起，光缆的至少一端连接有测试单元，所述测试单元连接有处理单元，所述处理单元连接有报警器和摄像头；所述的光纤弯曲敏感元件包括一导杆和与导杆滑动配合的壳体，导杆一端与路面平板的下底面是接触配合，导杆另一端伸入壳体内部并与一曲线形支架的一端接触连接，曲线形支架的另一端固定于壳体的内壁上，在所述的曲线形支架内部相对两侧布设有多个A侧变形齿和多个B侧变形齿，多个A侧变形齿和多个B侧变形齿之间呈交错布设且二者的头部间形成供一个或多个信号光纤穿过的曲线形通道，A侧变形齿和B侧变形齿对应布设在信号光纤两侧，当外界力对路面平板产生位移时，所述路面平板的位移进一步使信号光纤弯曲曲率变化，在信号光纤内部传输的光信号随之变化，通过测试单元可以监测到该光信号的变化并传递给处理单元，所述处理单元启动报警器和摄像头。上述的周界安防用压敏型光纤传感装置，所述的路面平板是地板砖、木板、水泥板或石板。上述的周界安防用压敏型光纤传感装置，所述曲线形支架为曲线形壳体，多个A 侧变形齿和多个B侧变形齿对应布设在曲线形壳体的内壁上。上述的周界安防用压敏型光纤传感装置，所述的导杆与曲线型壳体之间设置有隔膜，所述的隔膜固定于壳体的内壁上。上述的周界安防用压敏型光纤传感装置，所述信号光纤的一端设置有光反射装置且其另一端与1X2光分路器的输入端相接，且所述1X2光分路器的输出端与测试单元相接。上述的周界安防用压敏型光纤传感装置，所述曲线形支架为弹簧，A侧变形齿和B 侧变形齿对应布设在弹簧中相邻相邻两圈弹簧丝之间。上述的周界安防用压敏型光纤传感装置，所述曲线形支架为波纹管，A侧变形齿和 B侧变形齿对应布设在波纹管的管壁上内凹处的相对两个侧面上。上述的周界安防用压敏型光纤传感装置，所述曲线形支架为锯齿形支架，且锯齿形支架由两个个锯齿板相扣而成，两块锯齿板的相对面上布设有相互交错对应的A侧变形齿和B侧变形齿。本发明与现有技术相比具有以下优点1、结构简单、加工制作简便、投入成本低且使用方式灵活、灵敏度高。2、测试单元可采用光源-光功率计或光时域反射计等现有的设备就可以投入使用，并且采用光时域反射计容易做到分布式或准分布式监测。3、通过在信号光纤和光缆上安装光反射装置达到提高测试灵敏度以及做到分布式或准分布式的监测。4、本装置根据入侵者踏上平板时，其体重施加到平板下底面上的作为压力探测器的光纤弯曲敏感元件上，从而实现监测报警的目的，一般成年人体重至少在30-40公斤以上，该重量施加在平板上与其他振动有明显的区别，从而使该方法误差小，抗干扰能力强， 易于实用。5、测试精度高，安装布设方便，以及抗电磁干扰、能够做到远距离监测的目的。6、由于光纤弯曲敏感元件埋于平板下面的支撑体中，一方面做到了隐蔽监测，防止侵入者的躲避，另外增强了光纤弯曲敏感元件的安全性和使光纤弯曲敏感元件周围环境相对稳定，延长了其使用寿命。综上所述，本发明结构简单、设计合理、加工制作方便、成本低且使用方式灵活、灵敏度高、使用效果好，实用价值高，能有效监测到侵入者的位置，具有广阔的市场应用前景。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明实施例1的结构示意图。图2为本发明实施例1中光纤弯曲敏感元件的结构示意图。图3为本发明实施例1中曲线型壳体的内部结构示意图。图4为本发明实施例2的结构示意图。图5为本发明弹簧的内部结构示意图。图6为本发明实施例3的结构示意图。图7为图6中A处的局部放大示意图。图8为本发明实施例4的结构示意图。附图标记说明
1-光缆；2-土层；3-路面平板；4-1-A侧变形齿；4-2-B侧变形齿；5_测试单元；7-处理单元；8-导杆；9-壳体；10-隔膜；15-固定支架；16-调整螺杆；17-底板；19-曲线型壳体；20-平垫；21-辅助弹簧；22-报警器；23-摄像头；33-信号光纤；45-锯齿形支架；38-弹簧；40-波纹管；41-管壁。
具体实施例方式实施例1如图1、图2和图3所示的一种周界安防用压敏型光纤传感装置，包括设置在路面平板3下面且埋入土层2内的至少一个光纤弯曲敏感元件，所有的光纤弯曲敏感元件内包含有信号光纤33，且当光纤弯曲敏感元件为两个或两个以上时，光纤弯曲敏感元件内的信号光纤33通过光缆1串联在一起，光缆1的至少一端连接有测试单元5，所述测试单元5连接有处理单元7，所述处理单元7连接有报警器22和摄像头23 ；所述光纤弯曲敏感元件包括一导杆8和与导杆8滑动配合的壳体9，导杆8 —端与路面平板3的下底面是接触配合， 导杆8另一端伸入壳体9内部并与一曲线形支架的一端接触连接，曲线形支架的另一端固定于壳体9的内壁上，在所述的曲线形支架内部相对两侧布设有多个A侧变形齿4-1和多个B侧变形齿4-2，多个A侧变形齿4-1和多个B侧变形齿4-2之间呈交错布设且二者的头部间形成供一个或多个信号光纤33穿过的曲线形通道，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2 对应布设在信号光纤33两侧，当外界力对路面平板3产生位移时，所述路面平板3的位移进一步使信号光纤33弯曲曲率变化，在信号光纤33内部传输的光信号随之变化，通过测试单元5可以监测到该光信号的变化并传递给处理单元7，所述处理单元7启动报警器22和摄像头23。 本实施例中，所述曲线形支架为曲线形壳体19，多个A侧变形齿4-1和多个B侧变形齿4-2对应布设在曲线形壳体19的内壁上。光纤弯曲敏感元件埋入土层2中，实际工作中，当有侵入者踏在路面平板3上时，其体重施加在路面平板3上，使平板3出现向下的微小的位移，导致导杆8的位移，使位于壳体9内的曲线型壳体19两端距离发生变化，从而使曲线型壳体19内部两列A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2之间的距离改变，导致信号光纤 33的弯曲曲率变化，在信号光纤33内部传输的光信号随之变化，通过测试单元5可以监测到该光信号的变化并传递给处理单元7进行判断并给出报警提示。由于成年人的体重一般至少在40kg以上，所以其施加给平板3的作用力会明显区别于其他振动的作用力，使本装置具有较好的抗干扰能力。所述的平板3可以是地板砖、木板、水泥板以及石板。所述光纤弯曲敏感元件埋入的土层2也可以根据需要是沙地或水泥中。一种优选的做法是所述的导杆8与曲线型壳体19之间有一隔膜10，所述的隔膜 10固定于壳体9的内壁上，这样可以防止灰尘以及雨水对壳体9内部曲线型壳体19的侵蚀。所述的隔膜10上也可以预设有波纹。
也可以在所述信号光纤33的一端设置有光反射装置且其另一端与1X2光分路器的输入端相接，且所述1X2光分路器的输出端于测试处理单元5相接。所述信号光纤33为外部包有多层保护层的光纤。所述信号光纤33外部包覆有一层防水材料层。一种优选的做法是所述光纤弯曲敏感元件内设置有供所述曲线型壳体19下端部安装的固定支架15，固定支架15上以螺纹连接方式安装有调整螺杆16且调整螺杆16上固定有底板17，所述曲线形壳体19上端部上方布设有平垫20且平垫20与隔膜10之间布设有辅助弹簧21，且所述曲线形壳体19卡装在平垫20与底板17之间，这样可以对曲线型壳体19的状态进行手动调整。一种优选的做法是所述光纤弯曲敏感元件内的所述曲线形壳体19包含的信号光纤33两端安置有光反射装置。或在所述的光缆1上安置有一个或多个光反射装置，由于光反射装置对光缆1以及信号光纤33内传输的光信号具有反射作用，通过测定反射光的信号功率变化，可以更好的确定事件发生的位置，以及事件的情况。所述的光反射装置可以是光反射镜、光纤光栅或含有气泡的光纤。实施例2如图4、图5所示，本实施例中，与实施例1不同的是所述曲线形支架为弹簧38， A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在弹簧38中相邻相邻两圈弹簧丝之间，且A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2相互交错布设。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。实施例3如图6、图7所示，本实施例中，与实施例1不同的是所述曲线形支架为波纹管 40，A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2对应布设在波纹管40的管壁41上内凹处的相对两个侧面上，且A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2相互交错布设。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。实施例4如图8所示，本实施例中，与实施例1不同的是所述曲线形支架为锯齿形支架 45，且锯齿形支架45由两块锯齿板相扣而成，两块锯齿板的相对面上布设有相互交错对应的A侧变形齿4-1和B侧变形齿4-2。本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.周界安防用压敏型光纤传感装置，其特征在于包括设置在路面平板C3)下面且埋入土层O)内的至少一个光纤弯曲敏感元件，所有的光纤弯曲敏感元件内包含有信号光纤 (33)，且当光纤弯曲敏感元件为两个或两个以上时，光纤弯曲敏感元件内的信号光纤(33) 通过光缆(1)串联在一起，光缆(1)的至少一端连接有测试单元(5)，所述测试单元(5)连接有处理单元(7)，所述处理单元(7)连接有报警器0 和摄像头；所述的光纤弯曲敏感元件包括一导杆(8)和与导杆(8)滑动配合的壳体(9)，导杆(8) —端与路面平板(3) 的下底面是接触配合，导杆(8)另一端伸入壳体(9)内部并与一曲线形支架的一端接触连接，曲线形支架的另一端固定于壳体(9)的内壁上，在所述的曲线形支架内部相对两侧布设有多个A侧变形齿(4-1)和多个B侧变形齿G-2)，多个A侧变形齿(4-1)和多个B侧变形齿(4- 之间呈交错布设且二者的头部间形成供一个或多个信号光纤(3 穿过的曲线形通道，A侧变形齿和B侧变形齿(4- 对应布设在信号光纤(3 两侧，当外界力对路面平板C3)产生位移时，所述路面平板C3)的位移进一步使信号光纤(3 弯曲曲率变化，在信号光纤(3 内部传输的光信号随之变化，通过测试单元( 可以监测到该光信号的变化并传递给处理单元(7)，所述处理单元(7)启动报警器0 和摄像头03)。
2.根据权利要求1所述的周界安防用压敏型光纤传感装置，其特征在于所述的路面平板C3)是地板砖、木板、水泥板或石板。
3.根据权利要求1或2所述的周界安防用压敏型光纤传感装置，其特征在于所述曲线形支架为曲线形壳体(19)，多个A侧变形齿G-1)和多个B侧变形齿(4-2)对应布设在曲线形壳体(19)的内壁上。
4.根据权利要求3所述的周界安防用压敏型光纤传感装置，其特征在于所述的导杆 (8)与曲线型壳体(19)之间设置有隔膜(10)，所述的隔膜(10)固定于壳体(9)的内壁上。
5.根据权利要求1所述的周界安防用压敏型光纤传感装置，其特征在于所述信号光纤(3 的一端设置有光反射装置且其另一端与1X2光分路器的输入端相接，且所述1X2 光分路器的输出端与测试单元( 相接。
6.根据权利要求1所述的周界安防用压敏型光纤传感装置，其特征在于所述曲线形支架为弹簧(38)，A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4- 对应布设在弹簧(38)中相邻相邻两圈弹簧丝之间。
7.根据权利要求1所述的周界安防用压敏型光纤传感装置，其特征在于所述曲线形支架为波纹管GO)，A侧变形齿(4-1)和B侧变形齿(4- 对应布设在波纹管00)的管壁 (41)上内凹处的相对两个侧面上。
8.根据权利要求1所述的周界安防用压敏型光纤传感装置，其特征在于所述曲线形支架为锯齿形支架(45)，且锯齿形支架0 由两个个锯齿板相扣而成，两块锯齿板的相对面上布设有相互交错对应的A侧变形齿G-1)和B侧变形齿0-2)。
全文摘要
本发明公开了一种周界安防用压敏型光纤传感装置，包括设置在路面平板下面且埋入土层内的至少一个光纤弯曲敏感元件，所有的光纤弯曲敏感元件内包含有信号光纤，光缆的至少一端连接有测试单元，测试单元连接有处理单元，处理单元连接有报警器和摄像头；所述的光纤弯曲敏感元件包括一导杆和与导杆滑动配合的壳体，导杆与一曲线形支架的一端接触连接，曲线形支架的另一端固定于壳体的内壁上，当外界力对路面平板产生位移时，路面平板的位移进一步使信号光纤弯曲曲率变化，在信号光纤内部传输的光信号随之变化，通过测试单元可以监测到该光信号的变化并传递给处理单元，处理单元启动报警器和摄像头。本发明能够有效监测侵入者的闯入行为。
文档编号G08B13/10GK102568134SQ20101057465
公开日2012年7月11日 申请日期2011年1月3日 优先权日2011年1月3日
发明者杜兵 申请人:西安金和光学科技有限公司