專利名稱：一種光無源探測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光探測，特別是涉及一種利用光無源器件進(jìn)行探 測的裝置，用于開關(guān)量的監(jiān)測。
背景技術(shù)：
在實際工程中有許多開關(guān)量的監(jiān)測，比如一些工井中的超水位報 警、門禁開關(guān)報警等，甚至包括一些計數(shù)器的應(yīng)用比如道路通過車輛 計數(shù)等。在實際的工程應(yīng)用中，經(jīng)常出現(xiàn)由于被探測點(diǎn)大都處在較遠(yuǎn) 的距離或者分布于較大的范圍內(nèi)，如遍布整個城市或者處在城際間， 如果采用傳統(tǒng)電氣式傳感器探測，會帶來監(jiān)測點(diǎn)沿線的供電問題與信 號傳輸問題。在長距離的供電裝置中，需要較長的供電電纜與繁多的 電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，工程比較復(fù)雜且成本昂貴。而且傳統(tǒng)的電氣式傳感器 信號的長距離傳輸需要同軸電纜加多級放大設(shè)備，同樣也存在成本較 大的問題。因此除非特別重要的位置外，通常沒有對這些對象進(jìn)行專 門的監(jiān)測。
在某些特殊的場合下如強(qiáng)電電纜隧道內(nèi)或者某些對外部電十分敏 感的倉庫、油庫、軍火庫等，電氣式傳感器以及電信號的傳輸都不適 用。
同樣，在現(xiàn)有的安防裝置中，入侵探測一般采用紅外對射傳感器， 入侵對象通過時會造成的紅外信號的阻斷從而給出入侵報警。但是現(xiàn) 有的紅外對射傳感器同樣也會遇到上述供電的問題，經(jīng)常會出現(xiàn)由于 供電無法配套導(dǎo)致最后裝置的許多組件和功能無法實現(xiàn)的情況。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提 供一種光無源探測系統(tǒng)。利用本實用新型的探測裝置，在距離較遠(yuǎn)的 情況下實現(xiàn)光無源探測開光量的效果，同時降低探測的危險性。
本實用新型提供的技術(shù)方案如下-
一種光無源探測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由光源、光連接器、 光探測器、信號處理單元、光纖、透鏡及反射器件組成，由光源發(fā)出 的光線經(jīng)過所述的光連接器入射至光纖中，經(jīng)由光纖傳播，在光纖端
頭出射；光纖內(nèi)出射的光再經(jīng)透鏡折射后至所述的反射器件上；所述 的光纖端頭位于透鏡的焦平面處，所述反射器件反射回的光線，再經(jīng) 透鏡折射后，入射至光纖內(nèi)，反射光經(jīng)過光連接器傳至光探測器中， 所述的光探測器在正常狀態(tài)下接收反射光，當(dāng)所述透鏡與所述反射器 件之間的空間光束被阻擋時，光探測器不能接收反射光，給出報警信 號。
所述的光源為激光器、或為發(fā)光二極管。 所述的光連接器為光耦合器、或為光環(huán)形器、或為光分束鏡。 所述的光探測器為光電二極管、或為光敏電阻。 所述的透鏡為光學(xué)單透鏡、或為多個透鏡組成的透鏡組。 所述的透鏡為非球面透鏡、或為自聚焦透鏡。 所述的光纖為單模光纖、或為多模光纖。 所述的光纖端頭拋光的角度為0° 、或為8° 。 所述的反射器件為反射鏡片、或為角錐、或為角錐陣列。 所述的反射器件為透鏡和位于其焦平面處的反射鏡片的組合。 所述的反射器件為0.25節(jié)距的自聚焦透鏡，在其一個端面鍍有高 反膜。
基于上述技術(shù)方案，本實用新型較現(xiàn)有技術(shù)帶來了如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn) 光源發(fā)出的光信號由光纖傳輸至監(jiān)測遠(yuǎn)端，通過透鏡將光纖內(nèi)的光 轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g平行光，然后傳輸至反射器件，反射器件將光束原路反射
4回，再通過透鏡進(jìn)入光纖內(nèi)并通過光纖傳輸至光探測器中，這樣在正 常狀態(tài)下，會一直有固定的光信號達(dá)到光探測器，當(dāng)外界物體經(jīng)過透 鏡和反射器件之間時，會造成光路被阻斷，這樣就沒有光信號返回光 探測器，通過電路判斷后，達(dá)到傳感的目的。
本實用新型不僅實現(xiàn)了與傳統(tǒng)電氣傳感裝置同樣的功能，并且在傳 輸路線中及裝置遠(yuǎn)端均不需要供電，信號傳輸不受外部信號干擾，利 用成熟的光復(fù)用技術(shù)可以利用多個探頭組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，因此具有極大 的優(yōu)勢。


圖1是本實用新型一種光無源探測系統(tǒng)的實施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型一種光無源探測系統(tǒng)的實施例2結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實用新型一種光無源探測系統(tǒng)的實施例3結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實用新型一種光無源探測系統(tǒng)的實施例4結(jié)構(gòu)示意圖。 其中，
1—發(fā)光二極管2—光纖耦合器3—單模光纖4一光纖端頭 5—非球面塑料透鏡 6—反射鏡片 7—光電二極管 8— 信號處理單元 9一激光二極管 10—光環(huán)形器 ll一斜8°光 纖端頭12—雙膠合透鏡 13—角錐 14一光敏電阻 15 一激光器 16—分束器 17—多模光纖 18—第一單透 鏡 19一第二單透鏡 20—高反膜片 21—自聚焦透鏡 22——個端面鍍高反膜的0. 25節(jié)距自聚焦透鏡
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實施例來對本實用新型的一種光無源探測 系統(tǒng)做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不能以此來限制本實用新型的保護(hù)范圍。由光源發(fā)出的光線經(jīng)過所述的光連接器入射至光纖中，經(jīng)由光纖 傳播，在光纖端頭出射至空氣中。光纖內(nèi)出射的發(fā)散光再經(jīng)透鏡折射 后成為平行光至所述的反射器件上。為了達(dá)到發(fā)散光出射后成為平行 光，將所述的光纖端頭布置于透鏡的焦平面處。反射器件將射來的平 行光按照原來的光路反射回去，反射回的光線經(jīng)透鏡折射后，經(jīng)光纖 端頭入射至光纖內(nèi)傳播，在光纖內(nèi)的反射光經(jīng)過光連接器傳至光探測 器中。所述的光探測器在正常狀態(tài)下接收反射光，當(dāng)所述透鏡與所述 反射器件之間的空間光束被阻擋時，光探測器不能接收反射光，給出 報警信號，作為對開關(guān)量監(jiān)測的一種有效替代。
實施例1
本實施例用來實現(xiàn)對距離控制室5km處工井下設(shè)施進(jìn)行入侵探測 和報警。
本實施例中光無源探測裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖1是本實用新 型一種光無源探測系統(tǒng)的實施例1結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可以看出，本實 用新型采用了工作波長為1550nm的發(fā)光二極管1作為光源，其發(fā)出的 紅外光經(jīng)光纖耦合器2和單模光纖3傳輸至遠(yuǎn)端，經(jīng)光纖端頭4出射 的發(fā)散光通過非球面塑料透鏡5變?yōu)榭臻g中的平行光束或近似平行光 束，反射鏡片6將光束反射回非球面塑料透鏡5，并且重新入射至光 纖端頭4并沿單模光纖3傳輸回光纖耦合器2再由光電二極管7接收， 轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號，信號處理單元8將此電信號進(jìn)行大小判斷后給 出是否報警的指令。
在正常的狀態(tài)下會有恒定光強(qiáng)的光返回光探測器，因此有恒定的 電信號輸出，當(dāng)透鏡與反射器件之間的空間光路被阻斷時，返回的光 信號大大減小，因此光電二極管輸出的電信號也大大減小，通過信號 判斷電路，就可以得到外界入侵信息。
本實施例用在長距離入侵的探測，并且可以集成多個探頭進(jìn)行復(fù) 用，進(jìn)而組成完整的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，不僅可以成功達(dá)到預(yù)期效果。并且在 與傳統(tǒng)的入侵探測方法比較時，還具有很大的成本優(yōu)勢。實施例2
圖2是本實用新型一種光無源探測系統(tǒng)的實施例2結(jié)構(gòu)示意圖。 本實施例用來監(jiān)測長達(dá)7Km的隧道內(nèi)工位的水位。它采用了工作波長 為1310nm的激光二極管9作為光源，其發(fā)出的激光經(jīng)光環(huán)形器10后 由單模光纖3傳輸至探測遠(yuǎn)端。單模光纖3傳播的光線經(jīng)8°拋光的 光纖端頭11出射的發(fā)散光通過雙膠合透鏡12變?yōu)榭臻g中的近似平行 光束，角錐13將光束反射回雙膠合透鏡12，并且重新入射至8。拋光 的光纖端頭11并沿單模光纖3傳輸回光環(huán)形器10并由光敏電阻14接 收，接收到的信號經(jīng)判斷電路后給出報警信息。
實施例3
圖3是本實用新型一種光無源探測系統(tǒng)的實施例3結(jié)構(gòu)示意圖。 激光器15發(fā)出的光經(jīng)由分束器16后部分進(jìn)入多模光纖17，多模光纖 17端頭發(fā)出的發(fā)散光經(jīng)第一單透鏡18后變?yōu)榭臻g光束，第二單透鏡 19將此空間光束聚焦在反射片20上，反射片20將光束反射回并依次 通過第二單透鏡19和第一單透鏡18后進(jìn)入多模光纖17內(nèi)并沿多模光 纖17原路返回，由分束器16將部分光信號傳輸至光電二極管7，并 通過判斷電路實現(xiàn)報警信號處理。
實施例4
圖4為本實用新型的一種光無源探測系統(tǒng)的實施例4示意圖。本 實施例與實施例2的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同，不同之處在于將光 纖射出的發(fā)散光變?yōu)榭臻g平行光束的透鏡為自聚焦透鏡21， 一個端面 鍍高反膜的0. 25節(jié)距自聚焦透鏡22作為反射器件。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用來限定本實 用新型的實施范圍。即凡依本實用新型申請專利范圍的內(nèi)容所作的等 效變化與修飾，都應(yīng)為本實用新型的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求1.一種光無源探測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由光源、光連接器、光探測器、信號處理單元、光纖、透鏡及反射器件組成，由光源發(fā)出的光線經(jīng)過所述的光連接器入射至光纖中，經(jīng)由光纖傳播，在光纖端頭出射；光纖內(nèi)出射的光再經(jīng)透鏡折射后至所述的反射器件上；所述的光纖端頭位于透鏡的焦平面處，所述反射器件反射回的光線，再經(jīng)透鏡折射后，入射至光纖內(nèi)，反射光經(jīng)過光連接器傳至光探測器中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光無源探測系統(tǒng)，其特征在于，所述的 光源為激光器、或為發(fā)光二極管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光無源探測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的光連接器為光耦合器、或為光環(huán)形器、或為光分束鏡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光無源探測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的光探測器為光電二極管、或為光敏電阻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光無源探測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的透鏡為光學(xué)單透鏡、或為多個透鏡組成的透鏡組。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光無源探測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的透鏡為非球面透鏡、或為自聚焦透鏡。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種光無源探測系統(tǒng)，其特征在于， 所述的光纖端頭拋光的角度為0° 、或為8° 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光無源探測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的反射器件為反射鏡片、或為角錐、或為角錐陣列。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光無源探測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的反射器件為透鏡和位于其焦平面處的反射鏡片的組合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光無源探測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的反射器件為0. 25節(jié)距的自聚焦透鏡，在其一個端面鍍有高反膜。
專利摘要本實用新型涉及一種光無源探測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由光源、光連接器、光探測器、光纖、透鏡及反射器件組成，由光源發(fā)出的光線經(jīng)過所述的光連接器入射至光纖中，經(jīng)由光纖傳播，在光纖端頭出射；光纖內(nèi)出射的光再經(jīng)透鏡折射后至所述的反射器件上；所述的光纖端頭位于透鏡的焦平面處，所述反射器件反射回的光線，再經(jīng)透鏡折射后，入射至光纖內(nèi)，反射光經(jīng)過光連接器傳至光探測器中；所述的光探測器在正常狀態(tài)下接收反射光，當(dāng)所述透鏡與所述反射器件之間的空間光束被阻擋時，光探測器不能接收反射光，給出報警信號。本實用新型在傳輸路線中及裝置遠(yuǎn)端均不需要供電，信號傳輸不受外部信號干擾，并可利用成熟的光復(fù)用技術(shù)可以利用多個探頭組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號G08B13/183GK201322807SQ20082015743
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者張成先, 李傳文, 峰 楊, 浩 趙 申請人:上海波匯通信科技有限公司