[发明专利]一种光纤光栅井盖开关状态磁感应器

说明书

技术领域：

本发明涉及光纤传感技术领域，特别涉及一种光纤光栅井盖开关状态磁感应器。

背景技术：

随着城市各项功能的日益完善，市政、通信、燃气、供热、电力等多个行业的井盖广泛分布于城市的各个街道，为城市的正常运行发挥着重要作用。然而，偷窃井盖的事件时有发生，井盖丢失后如不能及时定位和修补，不但给行人和车辆带来安全隐患，而且使不法分子通过井盖入口盗窃或者破坏地下线路，影响供电和通讯，这些不但会造成不良的社会影响，还会导致巨大的经济损失。因此，井盖以及地下线缆的管理已经成为当前我国安防领域急需攻克的一个难题，其中，设计适用于井盖现场各种恶劣环境的井盖开关状态感应器尤为关键。

现有技术多采用电子式传感器，需要现场供电或者电池供电，具有一定的局限性，例如：在强电磁干扰、易燃易爆、高温、高湿等恶劣环境应用的长期稳定性和可靠性不好。

近十几年来，由于光纤光栅传感技术的快速发展，更由于光纤光栅具有抗电磁干扰、抗雷击、波长绝对编码、准分布式测量、长期可靠性和稳定性好，并且能在易燃、易爆、高低温、高湿、等恶劣环境中应用等诸多优点，使其应用技术研究方兴未艾。

电力、通讯、市政线缆管道广泛铺设了通讯光缆，通过开发光纤光栅井盖开关状态磁感应器可以充分利用通讯光缆进行直接远距离信号传输，无需再增加其它成本，并且该传感器可实现波分复用准分布式测量，其使用寿命较长，这些都可以大大降低井盖开关状态监测的综合成本。

发明内容：

本发明针对现有技术的不足，提供了一种光纤光栅井盖开关状态磁感应器，来解决现有技术中长期稳定性和可靠性不理想等技术问题。

本发明的这种光纤光栅井盖开关状态磁感应器，由一个壳体、一个磁头罩、一个磁钢座、一个磁钢、两个铠装光缆、一个弹性结构体、一个光纤光栅和两个装配螺钉组成。其中，所述的弹性结构体是由弹性金属材料通过精密机械加工而成的，为菱形结构，是由装配孔座、菱形结构体、左光纤粘接处、右光纤粘接处、磁钢装配杆五部分组成，所述的菱形结构体的两个钝角对角线两侧分别为所述的装配孔座和所述的磁钢装配杆，而两个锐角对角线的两侧分别为所述的左光纤粘接处和所述的右光纤粘接处。所述的左光纤粘接处、右光纤粘接处用于粘贴经过预拉伸的所述的光纤光栅，所述的装配孔座和所述的壳体通过所述的两个装配螺钉进行装配，所述的磁钢装配杆用于和所述的磁钢座连接，所述的菱形结构体在钝角对角线方向上受到拉力时，所述的装配孔座和所述的磁钢装配杆之间距离增大，而所述的左光纤粘接处和所述的右光纤粘接处之间的距离会减小，进而所述的光纤光栅受到拉应力就会减小，进而引起光纤光栅的中心反射波长向短波方向移动。

进一步的，所述的壳体是由不锈钢、或者硬铝等无磁金属材料通过机械加工而成的。

进一步的，所述的磁头罩是由不锈钢、或者硬铝等无磁金属材料通过机械加工而成的，并且其前端膜片的厚度要小于0.5mm，利于磁钢接近目标物体时，产生较大吸力。

本发明的这种光纤光栅井盖开关状态磁感应器制作的基本操作步骤如下：1)将所述的磁钢通过填充环氧树脂胶粘接或者机械方法嵌入到所述的磁钢座中心孔中；2)将所述的光纤光栅经过预拉伸后，采用环氧树脂胶粘技术将所述的光纤光栅两端的尾纤分别牢靠地粘贴在所述的左光纤粘接处和所述的右光纤粘接处；3)将所述的磁钢座通过螺纹与所述的弹性结构体的所述的磁钢装配杆装配在一起；4)将所述的光纤光栅两端的尾纤从所述的壳体两侧的孔中穿出；5)将所述的磁头罩通过螺纹与所属的壳体装配在一起，并调整好所述的磁头罩的前端膜片与所述的磁钢之间的距离，需小于0.5mm；6)将所述的装配孔座通过所述的两个装配螺钉与所述的壳体装配在一起；7)所述的光纤光栅两端的尾纤分别用所述的铠装光缆保护，并用密封胶密封。

进一步的，所述的弹性结构体的材质可以为不锈钢、或者碳钢、或者青铜、或者其它良好的弹性材料的一种。

进一步的，所述的光纤光栅两端尾纤的环氧树脂胶粘接方式可以用激光焊接方式、或者锡焊焊接方式、或者玻璃粉烧结方式来代替。

进一步的，所述的光纤光栅，可以由光纤F-P腔、或者钢弦替代。