一种LED报警系统的制作方法

本实用新型涉及光学领域，尤其涉及LED报警技术。

背景技术：

随着科学技术的发展，LED的应用越来越广泛，比如报警方面，通常用LED作为报警灯，配合频闪电源，使LED灯发出频闪光，起到警示作用。以建筑物的火灾报警为例，通常只在一楼大厅安装一个LED灯作为光报警装置，再配合声报警装置，当烟雾传感器检测到某个位置可能发生火灾时，声报警装置与光报警装置同时启动，起到警示作用。但是在没有安装LED光报警装置的楼层，只能依靠声报警装置来起到警示作用，并且很难判断火灾发生位置的远近，给远离火灾的人群造成不必要的恐慌。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有的LED报警系统无法提示某个位置距离危险区域远近的问题，提供一种新型的LED报警系统。

本实用新型所述的LED报警系统包括：红光LED、耦合系统、光纤分束器、光强调节器、多根传导光纤、单片机、继电器、电子显示屏、以及声音报警设备；

所述红光LED发出的光经过耦合系统聚焦后进入光纤分束器的入射端，光纤分束器的多个出射端分别固定在光强调节器的一侧，光强调节器的另一侧固定有多根传导光纤；

所述光强调节器包括：壳体；以及两个固定于壳体内部的光纤固定圆盘，所述光纤固定圆盘上开有至少两个光纤固定孔，所述的至少两个光纤固定孔位于以光纤固定圆盘中心为圆心的同一圆周上，且两个光纤固定圆盘上的光纤固定孔一一对应；以及位于两个光纤固定圆盘之间的调节圆盘，所述调节圆盘与两个光纤固定圆盘同轴设置，且所述调节圆盘能够绕其轴线转动，所述调节圆盘上开有至少一个通光孔，所述的至少一个通光孔到所述调节圆盘的轴线的距离等于所述光纤固定圆盘上的光纤固定孔到所述光纤固定圆盘的轴线的距离；当调节圆盘上开有多个通光孔时，至少一个通光孔的通光面积大于其余通光孔的通光面积；

所述单片机的检测信号输入端用于连接各检测仪器，单片机的一个高电平输出端与一个电源地引脚分别连接继电器线圈的两端，继电器的一对常开触点串连在LED的供电回路中，所述单片机的显示信号输出端连接电子显示屏的显示信号输入端，所述单片机的声控信号输出端连接声音报警设备的控制信号输入端。

进一步地，所述光纤分束器为塑料光纤分束器，所述传导光纤为塑料光纤。

进一步地，所述的传导光纤密集排布成一定形状。

进一步地，所述传导光纤的多个位置被刮掉保护层。

进一步地，调节圆盘为薄片状结构。

进一步地，光纤固定圆盘靠近调节圆盘的一侧、以及调节圆盘的两侧均开有环形凹槽，凹槽内填充有滚珠，光纤固定圆盘和调节圆盘均与滚珠紧密接触，调节圆盘的通光孔内安装有聚焦透镜。

进一步地，所述光强调节器还包括：

转轴，所述转轴穿过所述调节圆盘的中心、并且与所述调节圆盘固定连接，所述转轴能够绕其自身的轴线转动。

进一步地，所述壳体上开有调节窗口，所述调节圆盘的至少部分圆周暴露于所述壳体上的调节窗口中，所述调节圆盘的圆周上设置有至少一个孔位标识，每个孔位标识对应于两个光纤固定圆盘上的一对光纤固定孔；当一个孔位标识位于调节窗口的中心位置时，该孔位标识对应的一对光纤固定孔的光耦合效率最高或最低。

进一步地，每个孔位标识的两端均设置有限位标识，当一个孔位标识位于调节窗口的中心位置时，该孔位标识两端的限位标识恰好位于调节窗口内部的两端。

进一步地，所述光强调节器还包括：

旋转电机，所述旋转电机用于带动所述转轴旋转。

根据本实用新型的实施例，本实用新型提供的LED报警系统可以连接各种传感器。传导光纤分布在不同区域，当检测到某个位置发生危险情况时，单片机控制电子显示屏显示该位置所在区域的编号，工作人员根据电子显示屏显示的内容来调节光强调节器的调节圆盘，使分布在发生危险的区域的光纤光强最大，而其余区域光纤的光强相对较小。这种LED报警系统的优点在于，不同区域的人员可以根据该区域光纤的亮暗程度判断危险位置离本区域的远近，不仅能够促使危险区域的人员尽快逃离现场，也可以避免在远离危险的区域产生不必要的恐慌。

附图说明

图1为本实用新型实施例中LED报警系统的原理示意图；

图2为本实用新型实施例中光强调节器的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例中光纤固定圆盘与壳体组装后的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中调节圆盘与壳体组装后的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中传导光纤的缠绕形状；

图6为本实用新型实施例中一种调节圆盘的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中一种通光孔的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中另一种通光孔的结构示意图；

图9为本实用新型实施例中另一种调节圆盘的结构示意图；

图10为与图9相适应的光纤固定圆盘101的结构示意图；

图11为本实用新型实施例中挡片的结构示意图；

图12为本实用新型实施例中调节窗口的结构示意图；

图13为本实用新型实施例中的孔位标识及限位标识；

图14为本实用新型实施例中另一种光强调节器的外部结构示意图；

图15为图14的右视图。

具体实施方式

实施例一：如图1所示，以建筑物的火灾报警系统为例，建筑物的每个楼层、每个角落均可以布设烟雾传感器1及传导光纤9。例如，每个楼层的每个房间均布设一个烟雾传感器1，每个楼层布设一根传导光纤9，每个楼层的传导光纤9需穿过该楼层的所有房间。所有烟雾传感器1输出的检测信号均汇总到单片机。采集单片机2采集烟雾传感器1发来的信号，当发现某个烟雾传感器1输出的信号强度过高时，认为该传感器1所在房间发生火灾，此时，单片机2向电子显示屏7输出信号，使电子显示屏7显示发生火灾的楼层，例如3楼某个房间发生火灾，那么电子显示屏7显示“3楼”，与此同时，单片机2控制声音报警设备11发出报警声音，并通过一个引脚输出高电平，使继电器3的线圈通电，线圈通电后，继电器3的常开触点闭合，使得LED5的供电回路闭合，电源4为LED5提供工作电源，通电后的LED5发出红光，光通过耦合系统6聚焦耦合到光纤分束器8的入射光纤端面上，经光纤分束器8分成若干束光后进入光强调节器10，从光强调节器10出来的若干束光分别进入若干根传导光纤9中，此时，传导光纤9呈现出红色。

工作人员根据电子显示屏7显示的楼层数调节光强调节器中的调节圆盘，使分布在3楼的传导光纤9光强最高，其他楼层的传导光纤9输出光强相对低一些。各楼层人员听到火灾报警声音后，可以根据所在房间内的传导光纤9的亮暗程度判断火灾的远近。3楼的传导光纤9最亮，说明火灾发生在3楼，3楼人员需尽快撤离，而其他楼层距离火灾发生地点相对较远，一般来说不会受到火灾影响，因此不需要撤离。传导光纤9的布设情况需要根据实况而定，例如，还可以将同一根传导光纤9布设在相邻两层楼的同一位置，或者将同一根传导光纤9布设在一楼到顶楼的楼梯处等等。

光强调节器的结构如图2所示，其包括壳体103、两个固定于壳体内部的光纤固定圆盘101、以及调节圆盘102。两个光纤固定圆盘101中，一个作为输入盘，另一个作为输出盘。调节圆盘102是一个薄片，两个光纤固定圆盘101分别位于调节圆盘102两侧，三个圆盘同轴。光纤固定圆盘101上开有光纤固定孔1011，光纤固定孔1011的数量可以是1个，也可以是多个。以图3为例，每个光纤固定圆盘101上开有4个以光纤固定圆盘101中心为圆心、沿圆周方向均匀分布的光纤固定孔1011，光纤分束器输出端的多根光纤分别固定在输入盘上的多个光纤固定孔1011内，输出盘上的光纤固定孔内也分别固定有一根光纤。以图3为例，给光纤固定孔1011进行编号，输入盘上的1号光纤固定孔1011、2号光纤固定孔1011、3号光纤固定孔1011和4号光纤固定孔1011分别与输出盘上的1号光纤固定孔1011、2号光纤固定孔1011、3号光纤固定孔1011和4号光纤固定孔1011构成一对光纤固定孔。

如图4所示，调节圆盘102上开有多个通光孔1021，调节圆盘102能够绕其轴线转动。以图4为例，通光孔1021的数量是4个，分布情况与光纤固定孔1011完全相同。其中一个通光孔1021的通光面积明显大于其余3个通光孔1021的通光面积。当通光面积最大的通光孔1021转到两个2号光纤固定孔1011之间时，两个2号光纤固定孔1011的光耦合效率最高，而其余3对光纤固定孔1011之间的通光孔1021的通光面积较小，因此，其余3对光纤固定孔1011的光耦合效率明显低于两个2号光纤固定孔1011的光耦合效率，所以，输出盘上的四根光纤中，2号光纤固定孔1011内的光纤所输出的光功率明显高于其余3根光纤所输出的光功率。也可以将4个通光孔1021中的两个或三个开到通光面积最大，这样就可以转动调节圆盘102，使输出盘中的两根或三根光纤输出的光功率高于其余光纤输出的光功率。

本实施例中，光强调节器10的壳体103可以是镂空结构，也可以是横截面为圆环形的结构，目的是确保光纤固定圆盘上的光纤能够延伸到壳体103外部。传导光纤9可以用环氧树脂胶固定在光强调节器的光纤固定孔1011内。本实施例所涉及的所有光纤最好采用塑料光纤，因为LED发出的光方向性较差，也就是说，发散角较大，经过耦合系统聚集后光斑也较大，而塑料光纤的纤芯直径大（能够达到毫米量级），适用于接收LED聚集后的光斑。另外，如果采用小芯径的光纤，转动调节圆盘102时，很难将调节圆盘102旋转到最佳位置，因此，塑料光纤是最佳选择。

为了使传导光纤9更加醒目，可以将传导光纤9缠绕成各种形状，例如，在每个房间内将其缠绕成如图5所示的形状，也可以缠绕成报警指示灯的形状，目的是为了便于人们发现。在此基础上，还可以将传导光纤9的部分涂层刮掉，例如将传导光纤9缠绕成报警指示灯的形状，在该报警指示灯上，每隔1cm就将传导光纤9的部分涂层刮掉0.5mm，由于光的折射原理，刮掉涂层的地方会出现亮点，更便于人们发现，使得警示作用更加明显。

实施例二：本实施例提供调节圆盘102的两种具体结构。

第一种，光强调节器10的调节圆盘102可以为薄片状结构，如6所示。调节圆盘采用非常薄的金属片制成，两个光纤固定圆盘101应当尽量贴近调节圆盘102，以提高耦合效率，但对调节圆盘102产生的压力又不能太大，以免影响调节圆盘102的转动。

通光面积小的通光孔1021，其形状可以根据需要加工成各种形状，例如圆形或半圆形。

当LED的总输出功率较低（例如毫瓦量级）时，光纤分束器的每个输出端所输出的光功率也比较低，此时，可以将通光面积小的通光孔1021加工成图4所示的圆形。

当LED的总输出功率较高（例如瓦量级）时，光纤分束器的每个输出端所输出的光功率也比较高，此时，通光孔1021可以加工成图7所示的半圆形（实线半圆形），需要注意的是，图7中三个实线半圆形的圆弧均朝向同一个方向。图7中虚线圆弧表示四个通光孔1021分别与4对光纤固定孔1011对齐时被调节圆盘102遮挡住的光纤固定孔1011。采用图3所示的光纤固定圆盘101，假设图3中位于最上方的光纤固定孔1011为1号光纤固定孔1011，按照顺时针方向，依次为2号、3号、以及4号光纤固定孔1011。当图7中通光面积最大的通光孔1021旋转到1号光纤固定孔1011时，输出盘中的2号和4号光纤固定孔1011内的光纤端面全部为左半圆接收光、右半圆无光。当通光面积最大的通光孔1021旋转到3号光纤固定孔1011时，输出盘中的2号和4号光纤固定孔1011内的光纤全部为右半圆接收光、左半圆无光。也就是说，通光面积最大的通光孔1021在不同位置之间切换时，接收盘上光纤端面的通光位置也会在不同位置之间变换，能够避免高功率的光长时间集中在纤芯端面同一位置而导致端面损坏。考虑到加工难度，可以将图7中的半圆形通光孔1021加工成图8所示的矩形，图中虚线圆弧表示四个通光孔1021分别与4对光纤固定孔1011对齐时被调节圆盘102遮挡住的光纤固定孔1011，矩形尺寸可以尽量加工的大一些。

第二种，光强调节器10的调节圆盘为厚一些的金属板。如9和图10所示，每个光纤固定圆盘101靠近调节圆盘102的一侧以及调节圆盘102的两侧均开有以圆盘轴线为圆心、半径相同的圆环形的凹槽106，四个凹槽106构成两组滚珠移动通道，凹槽106内填充有滚珠107，滚珠107使得调节圆盘102能够绕其轴线自由转动。光纤固定圆盘101及调节圆盘102均与滚珠107紧密接触。调节圆盘102上的每个通光孔1021内均安装有聚焦透镜。考虑到聚焦透镜的厚度，调节圆盘102的厚度可以加工成3到5毫米，金属材质，这个厚度的调节圆盘102不易变形，且采用滚珠来保证调节圆盘102自由转动，进一步提高了光强调节器的调节精度与稳定性。

通光面积小的通光孔1021，其形状可以与通光面积最大的通光孔1021相同，但需要在其靠近输入盘的一侧安装挡片1022，用于遮挡一部分入射光。

例如，当LED的总输出功率较低（例如毫瓦量级）时，光纤分束器的每个输出端所输出的光功率也比较低，此时，可以加入挡片，使通光面积小的通光孔1021的通光面如图9所示的面积较小的圆形、或者其他形状，因为低功率的光无论照射到光纤纤芯端面的哪个位置，都不会损坏纤芯端面。

当LED的总输出功率较高（例如瓦、千瓦或更高量级）时，光纤分束器的每个输出端所输出的光功率也比较高，此时，被部分遮挡的通光孔1021的通光面可以为图7所示的实线半圆形，考虑到装配难易的问题，可以将挡片1022加工成图11中的矩形。

实施例三：本实施例中，光强调节器10的调节圆盘通过转轴104带动转动。转轴104两端穿过壳体103两侧，调节圆盘102中心开孔，壳体103两侧以及两个光纤固定圆盘101中心也需要开孔，且孔的面积略大，以确保转轴104能够自由转动。在转轴104两端将转轴104轴向固定，防止转轴104在轴线方向上滑动，影响调节精度。

如图6所示，当调节圆盘102为薄片状结构时，转轴104与调节圆盘102通过连接件（如图6中的黑色填充部分）连接，以此带动调节圆盘102转动。当调节圆盘102为厚金属板时，转轴104与调节圆盘102键连接。

调节圆盘102可以手动转动，也可以电动转动。

当采用手动方式转动调节圆盘102时，可以在壳体103上开一个调节窗口1031，如图4、图9及图12所示，通过调节窗口1031旋转调节圆盘102的圆周，为了使调节更加方便，可以使调节圆盘102的半径略大于光纤固定圆盘101的半径，并且将调节圆盘102的圆周加工成粗糙的表面，增大摩擦力。为了保证调节精度，需要设置各种标识。以图4所示的调节圆盘102为例，一共有4个通光孔1021，其中一个通光孔1021的通光面积大于其余3个通光孔1021的面积，因此需要对光耦合效率最高的光纤固定孔1011进行标识。例如，在调节圆盘102的圆周上等间距设置4个孔位标识1023，4个孔位标识1023分别为1条刻线、2条刻线、3条刻线、以及4条刻线，这4个孔位标识1023分别对应于4对光纤固定孔1011。旋转调节圆盘102，当恰好有1条刻线位于调节窗口1031中心位置时，表示通光面积最大的通光孔1021恰好位于两个1号光纤固定孔1011之间，即输出盘上1号光纤固定孔1011内的光纤输出的光功率最大，同理，如图13所示，当恰好有2条刻线位于调节窗口1031中心位置时，输出盘上2号光纤固定孔1011内的光纤输出的光功率最大。用肉眼观察刻线是否到达调节窗口1031中心位置，显然精度不够高，为了提高调节精度，可以在每个孔位标识的两侧分别设置一个限位标识1024，限位标识1024也可以为刻线。每个孔位标识1023的中心到其两侧的限位标识1024的距离严格相等，当一个孔位标识1023恰好位于调节窗口1031的中心位置时，该孔位标识1023两侧的限位标识1024也位于调节窗口1031内部，且恰好位于调节窗口1031的两端。如图13所示，调节窗口1031两端分别有一条刻线，即限位标识1024，这说明调节窗口1031中的孔位标识1023已经调节到调节窗口1031的中央位置，这里的孔位标识1023是两条刻线（注意，作为孔位标识1023的两条刻线的间距应当远远小于孔位标识1023到限位标识1024的间距），说明此时输出盘2号光纤固定孔1011的光纤输出的光功率最大。旋转调节圆盘102过程中，如果调节窗口1031中已经出现孔位标识1023，并且其一侧的限位标识1024也完全出现在调节窗口1031中，但另一侧的限位标识1024只露出一部分，说明调节不到位，应当继续旋转调节圆盘102，使两个限位标识1024都恰好暴露在调节窗口1031中。

当采用手动方式转动调节圆盘102时，如图14和图15所示，还可以在转轴104一端安装调节旋钮105，调节旋钮105上设置有指针1051，壳体103上标有编号，如图15所示，1、2、3、4分别代表1号光纤固定孔1011、2号光纤固定孔1011、3号光纤固定孔1011、4号光纤固定孔1011。转动调节旋钮105，当其上的指针1051转动到“1”的位置时，表示输出盘上1号光纤固定孔1011内的光纤输出的光功率最大，当指针1051转动到“2”的位置时，表示输出盘上2号光纤固定孔1011内的光纤输出的光功率最大。为了提高调节精度，应当将调节旋钮105的尺寸加工得大一些，并且在壳体103上的每个编号的中心处刻线，以便与指针1051的针尖对齐。

当采用电动方式转动调节圆盘102时，转轴104的一端可以连接旋转电机的输出轴，利用电机来带动转轴104转动。电机的控制方式采用现有技术即可实现，给出不同的触发信号，可以使电机转动不同的角度，在此不再赘述。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。