[发明专利]光纤远程多点开关状态监测系统

说明书

技术领域

本发明属于传感监测技术领域，涉及一种开关状态监测系统，特别是一种适用于工作在高压、易燃、现场无供电等恶劣环境的远程多点开关状态在线监测系统。

背景技术

由于监测环境和需求的多样化，对传感器的性能和适应性提出了越来越高的要求，传统的开关监测系统已不能满足苛刻的检测要求。例如专利200310105802.0和02238116.3中所提到的监测系统，由于采用电激励方式，在高电压、易燃等环境条件下无法适用，如果现场无供电或禁止用电，那这些产品则更是无用武之地。

最新的光纤传感器，专利号200510025483.1的专利，虽然很好的解决了高电压环境下作业的问题，但仍存在如下一些缺点：单点传感，当测量物体较多或分布分散时，单一系统显得无能为力；传感方式为接触式，有机械摩擦，易损坏且安装方式有局限性；传感器结构较复杂，不易推广；需光电转换器将光信号转化为电信号，不适用于远距离监测。

而专利号为89107596.8和92115028.8的发明专利虽然实现了远距离多点的监测，但致命缺点是这些系统都需要现场供电。近年来比较流行的光纤光栅监测技术则由于其造价昂贵，接触式传感，发生异常故障的可能性大，传感器串联且串联个数非常有限等不足限制了它在这一领域的发展。

发明内容

本发明的目的是克服现有监测系统存在的不足，设计一种用于监测物体移动位置、本质安全、防雷防爆、性能可靠、结构简单、维护方便、价格便宜、易于推广的光纤远程多点开关状态监测系统。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

一种光纤远程多点开关状态监测系统，其特征在于，包括依次相互连接的工控机、光时域反射仪、光路分配装置和磁光行程开关；

所述光路分配装置有多个，其分别包括一个输入端和两个输出端，光路分配装置的一个输出端与磁光行程开关的输入端连接，光分路装置的另一个输出端与后一个光路分配装置的输入端相连，多个磁光行程开关依次通过光路分配装置并联连接，相邻光路分配装置之间、光路分配装置与磁光行程开关之间、以及光路分配装置与光时域反射仪之间均采用通信光缆连接。

由以上公开的技术方案可知，本发明通过采用光时域反射仪OTDR作为传感信号的采集与处理器，将OTDR运用于全新的传感探测领域，利用OTDR能够检测光纤中事件点的具体位置和反射光强度的特性，有效的量化前端磁光行程开关所传感的光信号，同时精确定位，而且，利用每个磁光行程开关在光纤链路中不同的物理位置，可以有效的区分并同时监测各个磁光行程开关所传感的被测物体开关状态的变化；采用磁光行程开关检测被测物开关量，将被检测物体的开关量转化为反射光信号的变化量，通过通信光缆将此变化量传输到OTDR；采用光路分配装置分配光路，将数十个磁光行程开关联入干路，并联使用；通过分析软件处理，从而在工控机上显示各个被检测物体相对应的开关状态。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1.采用全光传感技术，现场无需用电。本发明以激光脉冲为传感信号，传感及光路分配装置完全由无源器件组成，监测现场不需要电力供应，尤其适用于电力提供有困难的野外及偏远地带。

2.抗电磁干扰防爆。本发明具有光无源器件最突出的优势。由于器件自身完全不带电，电磁波辐射不会对器件造成影响且本征防爆，性能稳定可靠。

3.非接触式，减少物理磨损，使用寿命长。光传感模块和磁模块之间无需直接接触，利用磁场作用完成开关量的监测，有效减小了物理磨损，大大提高了器件寿命。

4.适用于远距离监测。本发明输入、输出使用一根光纤，对外接口装置简洁，利用激光脉冲作为传输信号，可用于超远距离的监测。

5.实现同一时刻多点监测。由于采用通信光缆传输光信号，采用光路分配装置有效合理地分配光路，方便组网、可以实现数十个磁光行程开关并联使用，且互不干扰，特别适用于远距离，多点传感。

附图说明

图1为本发明监测系统原理结构示意图；

图2是光路分配装置一个实施例；

图3是磁光行程开关结构示意图；

图4是磁光行程开关的一个实施例在监测物体关断状态示意图；

图5是磁光行程开关的一个实施例在监测物体开通状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

如图1本发明监测系统原理图所示，本发明光纤远程多点开关状态监测系统，包括依次相互连接的工控机、光时域反射仪、光路分配装置和磁光行程开关；