專利名稱：一種光無源探測系統的制作方法
技術領域：
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行探 測的裝置，用于開關量的監測。
背景技術：
在實際工程中有許多開關量的監測，比如一些工井中的超水位報 警、門禁開關報警等，甚至包括一些計數器的應用比如道路通過車輛 計數等。在實際的工程應用中，經常出現由于被探測點大都處在較遠 的距離或者分布于較大的范圍內，如遍布整個城市或者處在城際間， 如果采用傳統電氣式傳感器探測，會帶來監測點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 電壓轉換設備，工程比較復雜且成本昂貴。而且傳統的電氣式傳感器 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行專 門的監測。
在某些特殊的場合下如強電電纜隧道內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 有的紅外對射傳感器同樣也會遇到上述供電的問題，經常會出現由于 供電無法配套導致最后裝置的許多組件和功能無法實現的情況。
實用新型內容
本實用新型的目的在于克服上述現有技術中存在的上述不足，提 供一種光無源探測系統。利用本實用新型的探測裝置，在距離較遠的 情況下實現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方案如下-
一種光無源探測系統，其特征在于，該系統由光源、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，由光源發出 的光線經過所述的光連接器入射至光纖中，經由光纖傳播，在光纖端
頭出射；光纖內出射的光再經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 透鏡折射后，入射至光纖內，反射光經過光連接器傳至光探測器中， 所述的光探測器在正常狀態下接收反射光，當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、或為發光二極管。 所述的光連接器為光耦合器、或為光環形器、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節距的自聚焦透鏡，在其一個端面鍍有高 反膜。
基于上述技術方案，本實用新型較現有技術帶來了如下技術優點 光源發出的光信號由光纖傳輸至監測遠端，通過透鏡將光纖內的光 轉變為空間平行光，然后傳輸至反射器件，反射器件將光束原路反射
4回，再通過透鏡進入光纖內并通過光纖傳輸至光探測器中，這樣在正 常狀態下，會一直有固定的光信號達到光探測器，當外界物體經過透 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，達到傳感的目的。
本實用新型不僅實現了與傳統電氣傳感裝置同樣的功能，并且在傳 輸路線中及裝置遠端均不需要供電，信號傳輸不受外部信號干擾，利 用成熟的光復用技術可以利用多個探頭組成監控網絡，因此具有極大 的優勢。
圖1是本實用新型一種光無源探測系統的實施例1結構示意圖。
圖2是本實用新型一種光無源探測系統的實施例2結構示意圖。 圖3是本實用新型一種光無源探測系統的實施例3結構示意圖。 圖4是本實用新型一種光無源探測系統的實施例4結構示意圖。 其中，
1—發光二極管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節距自聚焦透鏡
具體實施方式
以下結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 系統做進一步的詳細說明，但不能以此來限制本實用新型的保護范圍。由光源發出的光線經過所述的光連接器入射至光纖中，經由光纖 傳播，在光纖端頭出射至空氣中。光纖內出射的發散光再經透鏡折射 后成為平行光至所述的反射器件上。為了達到發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，反射回的光線經透鏡折射后，經光纖 端頭入射至光纖內傳播，在光纖內的反射光經過光連接器傳至光探測 器中。所述的光探測器在正常狀態下接收反射光，當所述透鏡與所述 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，作為對開關量監測的一種有效替代。
實施例1
本實施例用來實現對距離控制室5km處工井下設施進行入侵探測 和報警。
本實施例中光無源探測裝置的結構如圖1所示，圖1是本實用新 型一種光無源探測系統的實施例1結構示意圖。由圖可以看出，本實 用新型采用了工作波長為1550nm的發光二極管1作為光源，其發出的 紅外光經光纖耦合器2和單模光纖3傳輸至遠端，經光纖端頭4出射 的發散光通過非球面塑料透鏡5變為空間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， 轉變為相應的電信號，信號處理單元8將此電信號進行大小判斷后給 出是否報警的指令。
在正常的狀態下會有恒定光強的光返回光探測器，因此有恒定的 電信號輸出，當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行復 用，進而組成完整的監控網絡，不僅可以成功達到預期效果。并且在 與傳統的入侵探測方法比較時，還具有很大的成本優勢。實施例2
圖2是本實用新型一種光無源探測系統的實施例2結構示意圖。 本實施例用來監測長達7Km的隧道內工位的水位。它采用了工作波長 為1310nm的激光二極管9作為光源，其發出的激光經光環形器10后 由單模光纖3傳輸至探測遠端。單模光纖3傳播的光線經8°拋光的 光纖端頭11出射的發散光通過雙膠合透鏡12變為空間中的近似平行 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傳輸回光環形器10并由光敏電阻14接 收，接收到的信號經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的實施例3結構示意圖。 激光器15發出的光經由分束器16后部分進入多模光纖17，多模光纖 17端頭發出的發散光經第一單透鏡18后變為空間光束，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后進入多模光纖17內并沿多模光 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的實施例4示意圖。本 實施例與實施例2的結構和工作原理基本相同，不同之處在于將光 纖射出的發散光變為空間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容所作的等 效變化與修飾，都應為本實用新型的技術范疇。
權利要求1.一種光無源探測系統，其特征在于，該系統由光源、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，由光源發出的光線經過所述的光連接器入射至光纖中，經由光纖傳播，在光纖端頭出射；光纖內出射的光再經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，再經透鏡折射后，入射至光纖內，反射光經過光連接器傳至光探測器中。
2. 根據權利要求1所述的一種光無源探測系統，其特征在于，所述的 光源為激光器、或為發光二極管。
3. 根據權利要求1所述的一種光無源探測系統，其特征在于，所述 的光連接器為光耦合器、或為光環形器、或為光分束鏡。
4. 根據權利要求1所述的一種光無源探測系統，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. 根據權利要求1所述的一種光無源探測系統，其特征在于，所述 的透鏡為光學單透鏡、或為多個透鏡組成的透鏡組。
6. 根據權利要求1所述的一種光無源探測系統，其特征在于，所述 的透鏡為非球面透鏡、或為自聚焦透鏡。
7. 根據權利要求1或7所述的一種光無源探測系統，其特征在于， 所述的光纖端頭拋光的角度為0° 、或為8° 。
8. 根據權利要求1所述的一種光無源探測系統，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. 根據權利要求1所述的一種光無源探測系統，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. 根據權利要求1所述的一種光無源探測系統，其特征在于，所述 的反射器件為0. 25節距的自聚焦透鏡，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，該系統由光源、光連接器、光探測器、光纖、透鏡及反射器件組成，由光源發出的光線經過所述的光連接器入射至光纖中，經由光纖傳播，在光纖端頭出射；光纖內出射的光再經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，再經透鏡折射后，入射至光纖內，反射光經過光連接器傳至光探測器中；所述的光探測器在正常狀態下接收反射光，當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用技術可以利用多個探頭組成監控網絡。
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 優先權日2008年12月19日
發明者張成先, 李傳文, 峰 楊, 浩 趙 申請人:上海波匯通信科技有限公司