一种可进行自诊断的光纤光栅传感器、系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种可进行自诊断的光纤光栅传感器、系统，所述传感器的底座上分别设置有用于自诊断的急停机构及复位机构；第一光纤光栅通过第一光纤准直器连接至底座上部的凹槽，第二光纤光栅通过第二光纤准直器连接至底座上部的凹槽，所述急停机构及复位机构均固定在底座上；通过急停机构能够使得该光纤光栅传感器用于检测第一光纤光栅和/或第一光纤光栅的波长继而自诊断确定该光纤光栅传感器的工作状态，通过复位机构使得该光纤光栅传感器处于未动作状态。本实用新型专利技术的传感系统自身通过光的有无进行检测，不存在普通传感器存在敏感元件，且敏感元件易损害、寿命短、不可靠等问题，通过设置急停按钮能够实现自诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种可进行自诊断的光纤光栅传感器、系统
本技术涉及传感器测量
，特别是涉及一种可进行自诊断的光纤光栅传感器、系统。
技术介绍
近几十年飞速发展的光纤传感技术，以无源的光纤传感器为感知元件，因其独有的不带电监测、长距离传输、本质安全以及系统容量大的优点，在易燃易爆场所监测预警、矿山安全生产、周界安防、军事国防等领域发挥了重大的作用。在某些特殊场因光纤传感技术的特殊性，发挥了巨大作用，且具有传统电子传感器无法比拟的特点。常规系统或传感器当光缆断裂时，光纤传输中断，造成系统检测不到返回信号，系统判断为开关量传感器动作，造成系统误判，带来了不便,同时影响生产甚至导致事故。另外，在监测系统中，快速解调仪一般只能进行动态检测,例如振动监测。为达到快速解调目的，软硬件方面的限制，造成波长解调的精度差，无法进行精确解调，在对精度要求高的传感器解调时，存在数据波动问题。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本技术提供了一种可进行自诊断的光纤光栅传感器，结合光纤光栅特性，带有自诊断功能，可实现光缆损坏的定位功能。一种可进行自诊断的光纤光栅传感器，所述传感器的底座上分别设置有用于自诊断的急停机构及复位机构；第一光纤光栅通过第一光纤准直器连接至底座上部的凹槽，第二光纤光栅通过第二光纤准直器连接至底座上部的凹槽，所述急停机构及复位机构均固定在底座上；通过急停机构能够使得该光纤光栅传感器用于检测第一光纤光栅和/或第一光纤光栅的波长继而自诊断确定该光纤光栅传感器的工作状态，通过复位机构使得该光纤光栅传感器处于未动作状态。进一步优选的技术方案，所述急停机构包括开设在底座内的弹簧导向槽及急停按钮连接杆的导向槽，所述急停按钮连接杆上设置急停按钮，所述急停按钮连接杆通过螺纹与急停按钮连接，所述急停按钮连接杆结构为阶梯状圆柱形结构。进一步优选的技术方案，所述急停按钮连接杆大径内部设有圆柱形凹槽并在大径圆柱周边开有通光槽，大径圆柱周边还对称设置有用于对急停按钮连接杆进行锁止的凸起，该急停按钮连接杆上部设有密封圈凹槽；急停按钮连接杆被上盖及底座包裹并能进行滑动。进一步优选的技术方案，所述弹簧导向槽内设置有第一弹簧，位于上盖下方，且在底座内部，第一弹簧的下部与在底座内部弹簧导向槽的下部接触，用于提供急停按钮与急停按钮连接杆回弹弹力。进一步优选的技术方案，所述底座的两侧对称设置有复位机构，所述复位机构包括复位按钮及与之连接的复位按钮连接杆，所述复位按钮连接杆通过固定座固定在底座的侧面。进一步优选的技术方案，复位按钮连接杆与急停按钮连接杆空间上垂直分布。进一步优选的技术方案，所述复位按钮连接杆与固定座之间设置有第二弹簧，第二弹簧保持复位按钮连接杆具有压紧急停按钮连接杆的压力。进一步优选的技术方案，所述第二光纤光栅一端直接悬空或者封装在增敏平台上。一种可进行自诊断的光纤光栅传感器的工作方法，包括急停按钮受到向下的压力，此时第一弹簧被压缩，急停按钮连接杆向弹簧压缩方向移动，在移动过程中会对第一光纤准直器进行遮挡，最终完全遮挡；第一光纤准直器完全遮挡后，若急停按钮继续受力，固定座内部的本身受压的第二弹簧会向恢复自身状态的方向移动，同时带动复位按钮连接杆移动，并从急停按钮连接杆外部大径滑动到小径，对急停按钮连接杆进行锁止；在锁止状态下，同时外拉两个复位按钮，此时起到锁止功能的复位按钮连接杆外移，压缩第二弹簧，第一弹簧本身处于受压状态，会向恢复自身方向发生形变，复位按钮连接杆继续外移会失去锁止作用，在第一弹簧带动下急停按钮、急停按钮连接杆恢复到传感器未动作时的状态。本技术的目的之二是公开了一种可进行自诊断的光纤光栅传感器系统，包括若干传感器组，每组传感器均通过分路器连接至光纤光栅解调仪，所述光纤光栅解调仪与PLC控制器通讯，每组传感器中的传感器均为上述可进行自诊断的光纤光栅传感器；传感器未动作时，光纤光栅解调仪解调到第一光纤光栅与第二光纤光栅波长的信息；传感器动作时，急停按钮受到向下的压力急停按钮连接杆向弹簧压缩方向移动，在移动过程中对第一光纤准直器进行遮挡，直至完全遮挡；急停按钮继续受力，复位按钮连接杆移动，并从急停按钮连接杆外部凸起滑动到大径，对急停按钮连接杆进行锁止，光纤光栅解调仪上此时仅能接收到第一光纤光栅的波长；在传感器锁止状态下，同时外拉两个复位按钮，此时起到锁止功能的复位按钮连接杆外移，压缩第二弹簧，第一弹簧本身处于受压状态，会向恢复自身方向发生形变，复位按钮连接杆继续外移会失去锁止作用，在第一弹簧带动下急停按钮、急停按钮连接杆恢复到传感器未动作时的状态。进一步优选的技术方案，传感器未动作时，当光纤光栅解调仪内部光源发出宽带激光后，激光通过光缆、光纤分路器到达传输光缆并到达第一光纤光栅，满足第一光纤光栅的波长的光进行反射原路返回到解调仪，剩余波长的光继续传输到第一光纤准直器、并通过急停按钮连接杆凹槽，到达第二光纤准直器、第二光纤光栅，此时满足第二光纤光栅的波长会反射并原路返回到解调仪。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术的传感系统自身通过光的有无进行检测，不存在普通传感器存在敏感元件，且敏感元件易损害、寿命短、不可靠等问题，通过设置急停按钮能够实现自诊断。本技术结合光纤光栅特性，提出了一种可自诊断的光纤光栅多参量传感系统，该系统可进行多参数、大容量、准分布式的监测特点，可在储油罐、煤矿等多种环境中进行应用。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1(a)为本申请传感器主视图；图1(b)为本申请传感器侧视图；图2(a)为本申请传感器俯视图；图2(b)为本申请传感器B向剖视图；图2(c)为本申请传感器A向剖视图；图3为本申请传感器三维结构示意图；图4(a)-图4(c)为本申请传感器三视图；图5为应用本申请传感器的系统示意图；图6(a)-图6(c)为本申请传感器急停按钮按下时的不同状态侧向剖视图；图7(a)-图7(c)为本申请传感器急停按钮按下时的不同状态正向剖视图；图8为连接件结构示意图；图9为上盖结构示意图；图10为急停按钮连接杆结构示意图；图11(a)-图11(c)为底座结构示意图；图12(a)-图12(c)为保护套结构示意图；图13(a)-图13(c)为复位按钮连接杆结构示意图；图14(a)-图14(c)为固定座结构示意图；图15布置两只传感器时工作状态图；图中，1传输光纤、2光缆(不含光纤)、3光缆固定接头、4连接件、5上盖、6急停按钮、7急停按钮连接杆、8底座、9保护套、10缓冲胶垫、11平垫、12安装固定螺栓、13复位按钮、14复位按钮连接杆、15固定座、16固定座螺栓、17第一弹簧、18第一密封圈、19第二弹簧、20第一光纤光栅、21第一光纤准直器、22第二密封圈、23第二光纤准直器、24增敏平台固定螺栓、25第二光纤光栅、26增敏平台。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可进行自诊断的光纤光栅传感器，其特征是，所述传感器的底座上分别设置有用于自诊断的急停机构及复位机构；第一光纤光栅通过第一光纤准直器连接至底座上部的凹槽，第二光纤光栅通过第二光纤准直器连接至底座上部的凹槽，所述急停机构及复位机构均固定在底座上；通过急停机构能够使得该光纤光栅传感器用于检测第一光纤光栅和/或第一光纤光栅的波长继而自诊断确定该光纤光栅传感器的工作状态，通过复位机构使得该光纤光栅传感器处于未动作状态。

【技术特征摘要】
2018.06.29 CN 20182102838711.一种可进行自诊断的光纤光栅传感器，其特征是，所述传感器的底座上分别设置有用于自诊断的急停机构及复位机构；第一光纤光栅通过第一光纤准直器连接至底座上部的凹槽，第二光纤光栅通过第二光纤准直器连接至底座上部的凹槽，所述急停机构及复位机构均固定在底座上；通过急停机构能够使得该光纤光栅传感器用于检测第一光纤光栅和/或第一光纤光栅的波长继而自诊断确定该光纤光栅传感器的工作状态，通过复位机构使得该光纤光栅传感器处于未动作状态。2.如权利要求1所述的一种可进行自诊断的光纤光栅传感器，其特征是，所述急停机构包括开设在底座内的弹簧导向槽及急停按钮连接杆的导向槽，所述急停按钮连接杆上设置急停按钮连接杆，所述急停按钮连接杆连接至急停按钮，所述急停按钮连接杆结构为阶梯状圆柱形结构。3.如权利要求2所述的一种可进行自诊断的光纤光栅传感器，其特征是，所述急停按钮连接杆大径圆柱内部设有圆柱形凹槽并在大径圆柱周边开有通光槽，大径圆柱周边还对称设置有用于对急停按钮连接杆进行锁止的凸起，该急停按钮连接杆上部设有密封圈凹槽；急停按钮连接杆被上盖及底座包裹并能进行滑动。4.如权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马开良，张玉平，管孝瑞，陶彬，姜龙，张航，金光贤，刘统玉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，山东微感光电子有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11