传感装置、采用该装置的箱体位置状态监测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明揭示了一种光纤传感装置，并提出了采用该光纤传感装置进行箱体位置状态变化的监测系统以及监测方法。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，在路边，我们会发现越来越多的箱体出现，有通信用的交接箱、路灯的控制箱、电力的控制柜、铁路公路的交通信号灯控制箱等等，当有大的自然灾害，如台风等发生时，或偶尔的车祸，都有可能对箱体造成损毁，其最直接的表现是箱体位置状态的变化，如箱体的倾斜、倒伏、移位等等，如何在第一时间知道哪个箱体出现异常状态，以便及时维修或采取应急措施，是急需解决的问题，现有的采用倾斜仪进行监测装置存在成本较高、远距离监测困难、维护成本高等缺点。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，揭示了一种光纤传感装置，采用该装置的系统可有效监测箱体的位置状态变化，具有精度高、抗电磁干扰、成本低、可远距离监测等优点，且其光路是全封闭的具有良好的稳定性、大的动态范围、长寿命及抗振动特性，并可应用于易燃易爆场所，使用价值高，适应性强。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种传感装置，包括传感单元和测试单元，以及连接两者的光缆，其特征在于:所述的传感单元由壳体一和壳体二组成，壳体一和壳体二滑动配合，并有防止壳体一和壳体二脱离的限位块，在壳体一和壳体二之间安置有光纤弯曲传感单元和弹簧，所述的光纤弯曲传感单元通过光缆与测试单元连接；在壳体一和壳体二之间还安置有防止壳体一和壳体二过分相向运动的限位板；连接杆的一端与壳体一固定连接。
[0005]所述光纤弯曲传感单元包括弹簧形支架以及连续布设在所述弹簧形支架上相对两侧的多个变形齿一和多个变形齿二，所述多个变形齿一和多个变形齿二呈交错对应布设且二者的头部之间形成供一个或多个信号光纤穿过的曲线形通道，所述变形齿一 I和变形齿二对应布设在信号光纤的两侧。
[0006]所述光纤弯曲传感单元是有上锯齿板和下锯齿板以及夹持于两者间的信号光纤构成。
[0007]优选的，在所述的壳体二与光纤弯曲传感单元之间安置有移动板，螺栓穿过壳体二上的圆孔，在螺栓上安置有卡簧，通过卡簧使螺栓固定在壳体二的壳壁上，螺栓与移动板是螺纹配合。
[0008]优选的，在所述的壳体二上有连接头12。
[0009]优选的，在所述壳体二内腔中填充有阻水油膏。
[0010]一种箱体位置状态监测的方法，其步骤如下:
在箱体箱体基础之间安置有光纤的传感装置，该传感装置包括传感单元、测试单元，传感单元中信号光纤的弯曲半径随着箱体与箱体基础之间相对位置状态的变化而变化，会导致信号光纤所在光路的光衰减值的变化，测试单元与信号光纤连接，
与测试单元相连的报警单元；
①测试单元检测光路的实时光衰减值；
②测试单元将实时光衰减值与预先定义的光衰减值相比较，确定箱体相对于箱体基础的位置状态；
③根据位置状态确定是否启动报警单元。
[0011]当箱体相对于箱体基础的位置状态未变化时，测试单元检测光路的实时衰减值不大于预先定义的衰减值，报警单元不发出报警；
当箱体相对于箱体基础的位置状态变化时，测试单元检测光路的实时衰减值大于预先定义的衰减值，报警单元发出报警，测试单元记录该实时衰减值。
[0012]一种箱体位置状态的监测系统:
包括在箱体和箱体基础之间安置有光纤的传感装置，该传感装置包括传感单元、测试单元和连接杆，传感单元中信号光纤的弯曲半径随着箱体与箱体基础之间相对位置状态的变化而变化，会导致信号光纤所在光路的光衰减值的变化，测试单元与信号光纤相连接，与测试单元相连的报警单元；
由测试单元检测光路的实时光衰减值，并将实时光衰减值与预先定义的光衰减值相比较，确定箱体相对于箱体基础的位置状态，根据位置状态确定是否启动报警单元。
[0013]优选的，一种箱体位置状态的监测系统，所述的传感单元固定于箱体上，连接杆的另一端与箱体基础固定连接；
所述的传感单元结构是由壳体一和壳体二组成，壳体一和壳体二滑动配合，并有防止壳体一和壳体二脱离的限位块，在壳体一和壳体二之间安置有光纤弯曲传感单兀和弹簧，所述的光纤弯曲传感单元通过光缆与测试单元连接；在壳体一和壳体二之间还安置有防止壳体一和壳体二过分相向运动的限位板；连接杆的一端与壳体一固定连接。
[0014]优选的，所述光纤弯曲传感单元包括弹簧形支架以及连续布设在所述弹簧形支架上相对两侧的多个变形齿一和多个变形齿二，所述多个变形齿一和多个变形齿二呈交错对应布设且二者的头部之间形成供一个或多个信号光纤穿过的曲线形通道，所述变形齿一和变形齿二对应布设在信号光纤的两侧。
[0015]另一优选的，所述光纤弯曲传感单元是有上锯齿板和下锯齿板以及夹持于两者间的信号光纤构成。
[0016]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。
[0017]2、通过采用基于光纤微弯传感技术的监测装置可以提高测试精度，并具有良好的抗电磁干扰能力、耐腐蚀性，同时具有良好的抗震能力，适于实际工程环境条件。
[0018]3、其全封闭的光路检测系统，提高了光纤传感单元的稳定性、可靠性，并适于应用在易燃易爆的场所。
[0019]4、可以将多个箱体内的传感单元通过一根光纤串联起来，在局端设置一套测试单元，如光时域反射计(0TDR)，就可以对多个箱体进行监测，降低了成本。
[0020]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、可以监测多个箱体，实用价值高，并适于易燃易爆及强电磁干扰环境，防止事故的发生，具有广阔的应用前景。
[0021]下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
[0022]
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例1的结构示意图。
[0024]图2为实施例1中传感单元的内部结构示意图。
[0025]图3为实施例1中光纤弯曲传感单元的结构示意图。
[0026]图4为实施例2中传感单元的内部结构示意图。
[0027]附图标记说明:
I一光缆；2—壳体一 ；3—壳体二 ；
4-1一变形齿一 ；4-2—变形齿二 ；
5—测试单兀；6—光纤弯曲传感单兀；7—上锯齿板；8—下锯齿板；
9一/[目号光纤；10—连接杆；12—连接头；14一限位板；
15—移动板；17—螺栓；18—限位块；
20—卡簧；21—弹簧；22—箱体；23—箱体基础；
38—弹簧形支架。
[0028]
【具体实施方式】
[0029]实施例1
如图1、2和3所示的一种箱体位置状态的监测系统:
包括在箱体22和箱体基础23之间安置有光纤的传感装置，该传感装置包括传感单元24、测试单元5和连接杆10，传感单元24中信号光纤9的弯曲半径随着箱体22与箱体基础23之间相对位置状态的变化而变化，会导致信号光纤9所在光路的光衰减值的变化，测试单元5与信号光纤9相连接，
与测试单元5相连的报警单元；
由测试单元5检测光路的实时光衰减值，并将实时光衰减值与预先定义的光衰减值相比较，确定箱体22相对于箱体基础的位置状态，根据位置状态确定是否启动报警单元。
[0030]优选的，所述的传感单元24固定于箱体22上，连接杆10的另一端与箱体基础23固定连接；
优选的，所述的传感单兀24结构是由壳体一 2和壳体二 3组成,壳体一 2和壳体二 3滑动配合，并有防止壳体一 2和壳体二 3脱离的限位块18,在壳体一 2和壳体二 3之间安置有光纤弯曲传感单元6和弹簧21，所述的光纤弯曲传感单元6通过光缆I与测试单元5连接；在壳体一 2和壳体二 3之间还安置有防止壳体一 2和壳体二 3过分相向运动的限位板14 ;连接杆10的一端与壳体一 2固定连接。优选的，光纤弯曲传感单元6和弹簧21并联安置于壳体一 2和壳体二 3之间。
[0031]优选的，所述光纤弯曲传感单元6包括弹簧形支架38以及连续布设在所述弹簧形支架38上相对两侧的多个变形齿一 4-1和多个变形齿二 4-2，所述多个变形齿一 4-1和多个变形齿二 4-2呈交错对应布设且二者的头部之间形成供一个或多个信号光纤9穿过的曲线形通道，所述变形齿一 4-1和变形齿二 4-2对应布设在信号光纤9的两侧。
[0032]限位板14是防止壳体一 2和壳体二 3过分靠近而使信号光纤9受到过大的压力而损坏，保证了该光纤的传感装置的正常使用。
[0033]箱体基础23可以是地面、水泥基础或其他固定箱体的基座等。连接杆10也可以是铁管、