專利名稱：一種光纖光柵井蓋開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光纖光柵井蓋開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器。
技術(shù)背景隨著城市各項(xiàng)功能的日益完善，市政、通信、燃?xì)?、供熱、電力等多個(gè)行業(yè)的井蓋廣泛分布于城市的各個(gè)街道，為城市的正常運(yùn)行發(fā)揮著重要作用。然而，偷竊井蓋的事件時(shí)有發(fā)生，井蓋丟失后如不能及時(shí)定位和修補(bǔ)，不但給行人和車輛帶來安全隱患，而且使不法分子通過井蓋入口盜竊或者破壞地下線路，影響供電和通訊，這些不但會(huì)造成不良的社會(huì)影響，還會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，井蓋以及地下線纜的管理已經(jīng)成為當(dāng)前我國(guó)安防領(lǐng)域急需攻克的一個(gè)難題，其中，設(shè)計(jì)適用于井蓋現(xiàn)場(chǎng)各種惡劣環(huán)境的井蓋開關(guān)狀態(tài)感應(yīng)器尤為關(guān)鍵?，F(xiàn)有技術(shù)多采用電子式傳感器，需要現(xiàn)場(chǎng)供電或者電池供電，具有一定的局限性，例如在強(qiáng)電磁干擾、易燃易爆、高溫、高濕等惡劣環(huán)境應(yīng)用的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性不好。近十幾年來，由于光纖光柵傳感技術(shù)的快速發(fā)展，更由于光纖光柵具有抗電磁干擾、抗雷擊、波長(zhǎng)絕對(duì)編碼、準(zhǔn)分布式測(cè)量、長(zhǎng)期可靠性和穩(wěn)定性好，并且能在易燃、易爆、高低溫、高濕、等惡劣環(huán)境中應(yīng)用等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其應(yīng)用技術(shù)研究方興未艾。電力、通訊、市政線纜管道廣泛鋪設(shè)了通訊光纜，通過開發(fā)光纖光柵井蓋開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器可以充分利用通訊光纜進(jìn)行直接遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸，無需再增加其它成本，并且該傳感器可實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用準(zhǔn)分布式測(cè)量，其使用壽命較長(zhǎng)，這些都可以大大降低井蓋開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的綜合成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種光纖光柵井蓋開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器，來解決現(xiàn)有技術(shù)中長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性不理想等技術(shù)問題。本實(shí)用新型的這種光纖光柵井蓋開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器，由一個(gè)殼體、一個(gè)磁頭罩、一個(gè)磁鋼座、一個(gè)磁鋼、兩個(gè)鎧裝光纜、一個(gè)彈性結(jié)構(gòu)體、一個(gè)光纖光柵和兩個(gè)裝配螺釘組成。其中，所述的彈性結(jié)構(gòu)體是由彈性金屬材料通過精密機(jī)械加工而成的，為菱形結(jié)構(gòu)，是由裝配孔座、菱形結(jié)構(gòu)體、左光纖粘接處、右光纖粘接處、磁鋼裝配桿五部分組成，所述的菱形結(jié)構(gòu)體的兩個(gè)鈍角對(duì)角線兩側(cè)分別為所述的裝配孔座和所述的磁鋼裝配桿，而兩個(gè)銳角對(duì)角線的兩側(cè)分別為所述的左光纖粘接處和所述的右光纖粘接處。所述的左光纖粘接處、右光纖粘接處用于粘貼經(jīng)過預(yù)拉伸的所述的光纖光柵，所述的裝配孔座和所述的殼體通過所述的兩個(gè)裝配螺釘進(jìn)行裝配，所述的磁鋼裝配桿用于和所述的磁鋼座連接，所述的菱形結(jié)構(gòu)體在鈍角對(duì)角線方向上受到拉力時(shí)，所述的裝配孔座和所述的磁鋼裝配桿之間距離增大，而所述的左光纖粘接處和所述的右光纖粘接處之間的距離會(huì)減小，進(jìn)而所述的光纖光柵受到拉應(yīng)力就會(huì)減小，進(jìn)而引起光纖光柵的中心反射波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。[0008]進(jìn)一步的，所述的殼體是由不銹鋼、或者硬鋁等無磁金屬材料通過機(jī)械加工而成的。進(jìn)一步的，所述的磁頭罩是由不銹鋼、或者硬鋁等無磁金屬材料通過機(jī)械加工而成的，并且其前端膜片的厚度要小于O. 5_，利于磁鋼接近目標(biāo)物體時(shí)，產(chǎn)生較大吸力。本實(shí)用新型的這種光纖光柵井蓋開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器制作的基本操作步驟如下1)將所述的磁鋼通過填充環(huán)氧樹脂膠粘接或者機(jī)械方法嵌入到所述的磁鋼座中心孔中；2)將所述的光纖光柵經(jīng)過預(yù)拉伸后，采用環(huán)氧樹脂膠粘技術(shù)將所述的光纖光柵兩端的尾纖分別牢靠地粘貼在所述的左光纖粘接處和所述的右光纖粘接處；3)將所述的磁鋼座通過螺紋與所述的彈性結(jié)構(gòu)體的所述的磁鋼裝配桿裝配在一起；4)將所述的光纖光柵兩端的尾纖從所述的殼體兩側(cè)的孔中穿出；5)將所述的磁頭罩通過螺紋與所屬的殼體裝配在一起，并調(diào)整好所述的磁頭罩的前端膜片與所述的磁鋼之間的距離，需小于O. 5mm ；6)將所述的裝配孔座通過所述的兩個(gè)裝配螺釘與所述的殼體裝配在一起；7)所述的光纖光柵兩端的尾纖分別用所述的鎧裝光纜保護(hù)，并用密封膠密封。進(jìn)一步的，所述的彈性結(jié)構(gòu)體的材質(zhì)可以為不銹鋼、或者碳鋼、或者青銅、或者其它良好的彈性材料的一種。進(jìn)一步的，所述的光纖光柵兩端尾纖的環(huán)氧樹脂膠粘接方式可以用激光焊接方式、或者錫焊焊接方式、或者玻璃粉燒結(jié)方式來代替。進(jìn)一步的，所述的光纖光柵，可以由光纖F-P腔、或者鋼弦替代。本實(shí)用新型的基本工作原理是將這種所述的光纖光柵井蓋開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器通過四個(gè)安裝螺釘安裝在井壁表面上，當(dāng)一個(gè)含有鐵、鎳等材料的井蓋垂直逐漸接近所述的磁頭罩的前端膜片時(shí)，所述的磁鋼與所述的井蓋之間吸力逐漸增大，使所述的裝配孔座和所述的磁鋼裝配桿之間距離逐漸增大，而使所述的左光纖粘接處和所述的右光纖粘接處之間的距離逐漸減小，進(jìn)而使所述的光纖光柵受到拉力逐漸減小，進(jìn)而引起所述的光纖光柵的中心反射波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。所述的井蓋在開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)下，所述的光纖光柵中心反射波長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生一定的波長(zhǎng)移動(dòng)量，這樣，通過探測(cè)所述的光纖光柵的中心反射波長(zhǎng)的移動(dòng)量，即可判斷井蓋的開關(guān)狀態(tài)。本實(shí)用新型和已有技術(shù)相對(duì)比，其效果是積極和明顯的。本實(shí)用新型利用光纖光柵和永久磁鋼來代替電子式元器件，現(xiàn)場(chǎng)無需供電、不受電磁干擾和高溫濕熱循環(huán)環(huán)境的影響，大大提高了傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性，使其尤其適合在各種不同井蓋現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中應(yīng)用。

圖I是本實(shí)用新型的光纖光柵井蓋開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及安裝示意圖圖2是本實(shí)用新型的光纖光柵井蓋開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器安裝側(cè)視圖圖中，I-殼體；2_磁頭罩；3-磁鋼座；4-磁鋼；5_銷裝光纜；6-彈性結(jié)構(gòu)體；7-光纖光柵；8_裝配螺釘；9_結(jié)構(gòu)膠；10_密封膠；11_安裝螺釘；12_井壁；13_井蓋。圖3是彈性結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)示意圖圖中，6. I-裝配孔座；6. 2-菱形結(jié)構(gòu)體；6. 3_左光纖粘接處；6. 4_右光纖粘接處；
6.5-磁鋼裝配桿。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :下面結(jié)合圖I、圖2和圖3對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施作詳細(xì)說明如圖I和圖2所示，本實(shí)用新型的這種光纖光柵井蓋開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器，由一個(gè)殼體I、一個(gè)磁頭罩2、一個(gè)磁鋼座3、一個(gè)磁鋼4、兩個(gè)鎧裝光纜5、一個(gè)彈性結(jié)構(gòu)體6、一個(gè)光纖光柵7和兩個(gè)裝配螺釘8組成。其中，所述的彈性結(jié)構(gòu)體6是由彈性金屬材料通過精密機(jī)械加工而成的，為菱形結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，是由裝配孔座6. I、菱形結(jié)構(gòu)體6. 2、左光纖粘接處6. 3、右光纖粘接處6. 4、磁鋼裝配桿6. 5五部分組成，所述的菱形結(jié)構(gòu)體6. 2的兩個(gè)鈍角對(duì)角線兩側(cè)分別為所述的裝配孔座6. I和所述的磁鋼裝配桿6. 5，而兩個(gè)銳角對(duì)角線的兩側(cè)分別為所述的左光纖粘接處6. 3和所述的右光纖粘接處6. 4。所述的左光纖粘接處6. 3和所述的右光纖粘接處6. 4用于利用結(jié)構(gòu)膠9粘接經(jīng)過預(yù)拉伸的所述的光纖光柵7兩端的尾纖；所述的裝配孔座6. I用于和所述的殼體I進(jìn)行機(jī)械裝配；所述的磁鋼裝配桿6. 5用于和所述的磁鋼座3連接；所述的菱形結(jié)構(gòu)體6. 2在垂直于所述的光纖光柵方向上受到拉力時(shí)，即所述的裝配孔座6. I和所述的磁鋼裝配桿6. 5之間距離增大，而所述的左光纖粘接處6. 3和所述的右光纖粘接處6. 4之間的距離會(huì)減小，進(jìn)而所述的光纖光柵7受到拉力就會(huì)減小，進(jìn)而引起所述的光纖光柵7的中心反射波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。具體地，本實(shí)施例的制作過程是I)將所述的磁鋼4通過填充環(huán)氧樹脂膠粘接或者機(jī)械方法嵌入到所述的磁鋼座3的中心孔中；2)將所述的光纖光柵7經(jīng)過預(yù)拉伸后，利用所述的結(jié)構(gòu)膠9將所述的光纖光柵7兩端的尾纖分別牢靠地粘貼在所述的左光纖粘接處6. 3和所述的右光纖粘接處6. 4 ；3)將所述的磁鋼座3通過螺紋與所述的彈性結(jié)構(gòu)體6的所述的磁鋼裝配桿6. 5裝配在一起；4)將所述的光纖光柵7兩端的尾纖從所述的殼體I兩側(cè)的孔中穿出；5)將所述的磁頭罩2通過螺紋與所屬的殼體I裝配在一起，并調(diào)整好所述的磁頭罩2的前端膜片與所述的磁鋼4之間的距離，需小于O. 5mm ；6)將所述的裝配孔座6. I通過所述的兩個(gè)裝配螺釘8與所述的殼體I牢靠裝配在一起; 7)所述的光纖光柵7兩端的尾纖分別用所述的鎧裝光纜5保護(hù)，并用密封膠10密封。 本實(shí)用新型的實(shí)施例的工作過程是將本實(shí)用新型所述的光纖光柵井蓋開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器通過四個(gè)安裝螺釘11安裝在所述的井壁12表面上，當(dāng)一個(gè)含有鐵、鎳等材料的所述的井蓋13垂直逐漸接近所述的磁頭罩2的前端膜片時(shí)，所述的磁鋼4與所述的井蓋13之間吸力逐漸增大，使所述的裝配孔座6. I和所述的磁鋼裝配桿6. 5之間距離逐漸增大，而使所述的左光纖粘接處6. 3和所述的右光纖粘接處6. 4之間的距離逐漸減小，進(jìn)而使所述的光纖光柵7受到拉力逐漸減小，進(jìn)而引起所述的光纖光柵7的中心反射波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。所述的井蓋13在開啟和關(guān)閉兩種狀態(tài)下，所述的光纖光柵7的中心反射波長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生一定的波長(zhǎng)移動(dòng)量，這樣，通過探測(cè)所述的光纖光柵7的中心反射波長(zhǎng)的移動(dòng)量，即可判斷井蓋的開關(guān)狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種光纖光柵閘門開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器，由一個(gè)殼體、一個(gè)磁頭罩、一個(gè)磁鋼座、一個(gè)磁鋼、兩個(gè)鎧裝光纜、一個(gè)彈性結(jié)構(gòu)體、一個(gè)光纖光柵和兩個(gè)裝配螺釘構(gòu)成，其特征在于所述的彈性結(jié)構(gòu)體是由彈性金屬材料通過精密機(jī)械加工而成的，為菱形結(jié)構(gòu)，分為裝配孔座、菱形結(jié)構(gòu)體、左光纖粘接處、右光纖粘接處、磁鋼裝配桿五部分，所述的菱形結(jié)構(gòu)體的兩個(gè)鈍角對(duì)角線兩側(cè)分別為所述的裝配孔座和所述的磁鋼裝配桿，而兩個(gè)銳角對(duì)角線的兩側(cè)分別為所述的左光纖粘接處和所述的右光纖粘接處；所述的左光纖粘接處和所述的右光纖粘接處分別用于粘接經(jīng)過預(yù)拉伸的所述的光纖光柵的尾纖；所述的裝配孔座和所述的殼體裝配；所述的磁鋼裝配桿和所述的磁鋼座連接；所述的菱形結(jié)構(gòu)體在鈍角對(duì)角線方向受到拉力時(shí)，所述的裝配孔座和所述的磁鋼裝配桿之間距離增大，而所述的左光纖粘接處和所述的右光纖粘接處之間的距離會(huì)減小，進(jìn)而所述的光纖光柵受到拉應(yīng)力就會(huì)減小，進(jìn)而引起光纖光柵的中心反射波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的光纖光柵閘門開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器，其進(jìn)一步特征在于所述的磁頭罩是由無磁金屬材料不銹鋼、或者硬鋁通過機(jī)械加工而成的，并且其圓柱面的厚度要小于O. 5mm。
3.如權(quán)利要求I所述的光纖光柵閘門開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器，其進(jìn)一步特征在于所述的彈性結(jié)構(gòu)體的材質(zhì)可以為不銹鋼、或者碳鋼、或者青銅的一種。
4.如權(quán)利要求I所述的光纖光柵閘門開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器，其進(jìn)一步特征在于所述的光纖光柵，可以由光纖F-P腔、或者鋼弦替代。
5.如權(quán)利要求I所述的光纖光柵閘門開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器，其進(jìn)一步特征在于所述的光纖光柵兩端尾纖的環(huán)氧樹脂膠粘接方式可以用激光焊接方式、或者錫焊焊接方式、或者玻璃粉燒結(jié)方式來代替。
專利摘要一種光纖光柵井蓋開關(guān)狀態(tài)磁感應(yīng)器，由殼體、磁頭罩、磁鋼座、磁鋼、鎧裝光纜、彈性結(jié)構(gòu)體、光纖光柵和裝配螺釘組成。其中，彈性結(jié)構(gòu)體為菱形結(jié)構(gòu)，兩個(gè)鈍角對(duì)角線兩側(cè)分別為裝配孔座和磁鋼裝配桿，而兩個(gè)銳角對(duì)角線的兩側(cè)分別為左光纖粘接處和右光纖粘接處，用于粘接經(jīng)過預(yù)拉伸的光纖光柵兩端的尾纖。井蓋在開啟和閉合兩種狀態(tài)下，磁鋼所受吸力產(chǎn)生變化，引起光纖光柵反射波長(zhǎng)的移動(dòng)，因此，通過探測(cè)光纖光柵的波長(zhǎng)移動(dòng)量，即可判斷井蓋的開關(guān)狀態(tài)。該種磁感應(yīng)器具有長(zhǎng)期可靠性好、抗電磁干擾、抗腐蝕、耐高低溫濕熱循環(huán)、信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸、具備波分復(fù)用能力可組網(wǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種井蓋的開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01D5/26GK202748040SQ201220267198
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者施招揚(yáng), 祝海文, 丁東華 申請(qǐng)人:上海森珀光電科技有限公司