一种锁芯开关状态传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种锁芯开关状态传感装置，属于光纤传感领域，该装置置于光交箱内，其包括光纤、滑块、弹性体、弹性件锚点以及尾纤，滑块固定在锁芯的锁轴上，能随锁轴同步转动，滑块上设置有凹槽，光纤位于滑块附近，以能在滑块转动过程中落入凹槽中并受到凹槽挠动而顺势产生弯曲变形，光纤包括第一段和第二段，在第一段和第二段的交界处设置有弹性件锚点，弹性体一端连接弹性件锚点，弹性体另一端固定，尾纤具有两段，分别熔接在光纤的两个端部，尾纤用于使光纤与外部光纤连通而能传输传感光信号。本发明专利技术装置用于检测锁芯的开关状态，其结构简单，检测可靠，无需额外的电源和控制器，维护成本低廉，能实际应用在工程实践中。

【技术实现步骤摘要】
一种锁芯开关状态传感装置及其应用
本专利技术属于光纤传感领域，更具体地，涉及一种基于光纤弯曲损耗的锁芯开关状态传感装置及其应用。
技术介绍
在实际的工程实践中，关于光缆交接箱箱门的开闭常常存在如下问题：(1)电信运营商的维护部门在工作中发现光缆交接箱在接受日常维护后，可能因为维护人员的疏忽，没有对光缆交接箱的门锁上锁。造成光缆交接箱中光通信设备、器材被偷盗或恶意损坏。需要对锁芯的关锁与开锁状态进行监测；(2)光缆交接箱暴露在室外，容易受到交通工具的异常撞击，也可能受到非法的撬锁盗窃的威胁，需要对光缆交接箱受到的振动进行监测。而现状是：(1)用户对机械锁具或部分无源电子锁具的锁芯开关状态无法远程获知。如果去到现场一一检测，则太耗费人力，成本较高。(2)用户对锁体及安装锁体的箱体受到的外界振动无法远程获知。(3)采用带有锁芯开关状态监测能力的有源电子锁具替代这些机械锁具或无源电子锁具，因为需要安装电池与控制器会带来高昂的维护成本。(4)采用其他类型的光纤传感器用于多监控点的监控可能带来较高的采购与改装成本。(5)当光交箱接受日常通信维护时可能因为误触传感装置尾纤，使用通信光纤作为尾纤材料可能给传感信号的检测系统引入噪声。面对以上实际存在的种种问题，需要开发一种新型的锁芯开关状态传感装置。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种锁芯开关状态传感装置及其应用，其目的在于，利用光纤弯曲损耗和在锁轴上的结构设计，检测锁芯的开关状态，其结构简单，检测可靠，无需额外的电源和控制器，维护成本低廉，能实际应用在工程实践中。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种锁芯开关状态传感装置，该装置置于光交箱内，其包括光纤、滑块、弹性体、弹性件锚点以及尾纤，其中，滑块固定在锁芯的锁轴上，以能在锁匙旋转锁轴时随锁轴同步转动，滑块上设置有圆形或者圆弧形的凹槽，光纤位于滑块附近，以能在滑块转动时落入凹槽中并受到凹槽挠动而顺势产生弯曲变形，传感光信号在光纤弯曲变形处产生损耗，光纤包括第一段和第二段，在第一段和第二段的交界处设置有弹性件锚点，弹性体一端连接弹性件锚点，弹性体另一端固定在设定位置处，在光纤不与滑块接触时，光纤第一段受弹性体作用呈无张力的直线状，同时，光纤1第二段呈无张力的曲线段，光纤的第一段位于滑块附近，在滑块上凹槽使光纤产生弯曲变形时，该第一段顺势变形的同时拉动弹性体伸长，并且，第二段受拉伸力作用释放出更多长度，以能保证光纤第一段发生弯曲变形时整个光纤不会断裂，尾纤具有两段，分别与在光纤的两个端部熔接，尾纤用于使光纤与外部光纤连通并传输传感光信号。其中，在光纤不与滑块接触时，光纤第二段呈无张力的曲线段，该第二段的弯曲半径大于光纤的最大弯曲半径，这样能保证光纤的第二段不产生弯曲损耗，以防止对检测造成干扰。在本专利技术的一个实施例中，光纤为单模光纤，光纤外部包套有用于抗拉、抗压、抗磨损的护套，光纤的最小弯曲半径为R1，光纤的最大弯曲半径为R2，滑块上圆形或者圆弧形凹槽半径介于R1和R2之间。在实际工程实践中，当光纤的实际弯曲半径大于最大弯曲半径R2时，光纤不产生弯曲损耗；当光纤的实际弯曲半径小于最小弯曲半径R1时，光纤发生弯折而损耗，无法使用。这也是滑块上圆形或者圆弧形凹槽半径介于R1和R2之间的原因，既要保证能发生弯曲损耗而能通过检测光功率损耗判断锁芯是否上锁，又要保证光纤不发生弯折损坏。在本专利技术的一个实施例中，所述尾纤通过设置在锁芯开关状态传感装置壳体外壁处的尾纤固定件固定在锁芯开关状态传感装置壳体外壁处，所述尾纤包括尾纤纤芯、金属内衬、保护套和光纤连接器，所述金属内衬包套在尾纤纤芯外，所述保护套包套在金属内衬外，所述光纤连接器用于将尾纤和外部光纤连接器进行光纤耦合连接。尾纤是固定在壳体外壁的，防止其被过分扰动，而产生检测噪声。在本专利技术的一个实施例中，所述尾纤纤芯为弯曲不敏感光纤，用以降低尾纤处因尾纤弯曲造成的光功率损耗。弯曲不敏感光纤又可称为低弯曲损耗光纤，顾名思义，弯曲不敏感光纤需要在一定程度弯曲下才能产生弯曲损耗，以保证传感光在光纤1弯曲变形处产生的光功率损耗大小适当，以能在现有是技术条件下检测到，从而能利用光纤的弯曲损耗实现检测目的。在本专利技术的一个实施例中，所述弹性体为弹簧或者液压件，其中，当其为弹簧时，其为钢板弹簧、螺旋弹簧或者橡胶弹簧。其中弹性件锚点譬如为橡胶套圈，将光纤的一点和弹性体的端点同时固定好，使得光纤第一段受挠动后，弹簧能伸长时光纤第二段也伴随顺势由曲线变为近似直线，即也伴随顺势伸长。在光纤第一段的挠动消失后，弹簧受力消失，光纤第二段复原重新变成不受张力的曲线状。在本专利技术的一个实施例中，所述光纤连接器结构形式为FC或者SC，优选FC。其中，SC是指SquareConnector，中文名称为方形连接器。FC是指ferrulecontactor，中文名称是指插针连接器。在本专利技术的一个实施例中，所述光纤连接器的插针端面为APC或者UPC，优选APC。其中，APC是指插针端面被磨成一个八度的角，UPC是指ultraphysicalcontact，其插针端面为台阶平面或者球面。在本专利技术的一个实施例中，所述尾纤纤芯为G.657光纤。在本专利技术的一个实施例中，所述尾纤纤芯为保偏光纤。选用保偏光纤的优点是：采用保偏光纤作为尾纤材料，避免了光交箱维护中误触尾纤向光纤传感网络中引入的噪声，提高了信噪比，也减少了误报警的发生。按照本专利技术的第二个方面，还提供一种如上所述装置的应用，其传感光信号的中心波长为1550nm。相较于中心波长为1310nm的传感光在弯曲半径一定下光功率损耗要更多，有助于在较大的弯曲半径下获得更大的弯曲损耗，可以降低光纤的弯折半径从而降低光纤弯曲对光纤造成的机械性损伤。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本专利技术装置结构简单，利用锁轴转动时候滑块的转动带来对光纤的挠动，进而利用光纤弯曲损耗判断锁芯是否上锁，构思巧妙，在机械结构上的设计配合对光纤的弯曲损耗属性，实现了锁芯开关状态的检测。本装置为纯光路结构，不需要供电，几乎无维修成本或维护成本非常低廉。附图说明图1是本专利技术实施例中基于光纤弯曲损耗的锁芯开关状态传感装置的主要结构示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-光纤2-滑块3-弹性体4-弹性件锚点5-尾纤6-锁轴7-锁匙孔8-凹槽9-尾纤固定件具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。图1是本专利技术实施例中基于光纤弯曲损耗的锁芯开关状态传感装置的主要结构示意图，该装置置于光交箱内，由图可知，其包括光纤1、滑块2、弹性体3、弹性件锚点4以及尾纤5，其中，滑块2固定在锁芯的锁轴6上，以能在锁匙旋转锁轴6时随锁轴同步转动，滑块上设置有圆形或者圆弧形的凹槽8，光纤1位于滑块附近，以能在滑块2转动时落入凹槽中并受到凹槽挠动而顺势产生弯曲变形，传感光信号在光纤1弯曲变形处产生损耗，光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锁芯开关状态传感装置，其特征在于，该装置置于光交箱内，其包括光纤(1)、滑块(2)、弹性体(3)、弹性件锚点(4)以及尾纤(5)，其中，滑块(2)固定在锁芯的锁轴(6)上，以能在锁匙旋转锁轴(6)时随锁轴同步转动，滑块上设置有圆形或者圆弧形的凹槽(8)，光纤(1)位于滑块附近，以能在滑块(2)转动过程中落入凹槽中并受到凹槽挠动而顺势产生弯曲变形，传感光信号在光纤(1)弯曲变形处产生光功率损耗，光纤(1)包括第一段和第二段，在第一段和第二段的交界处设置有弹性件锚点(4)，弹性体(3)一端连接弹性件锚点(4)，弹性体(3)另一端固定在设定位置处，在光纤(1)不与滑块接触时，光纤(1)第一段受弹性体(3)作用呈无张力的直线状，同时，光纤(1)第二段呈无张力的曲线段，光纤(1)的第一段位于滑块附近，在滑块(2)上凹槽使光纤(1)产生弯曲变形时，该第一段顺势变形的同时拉动弹性体(3)伸长，并且，第二段受拉伸力作用释放出更多长度，以能保证光纤(1)第一段发生弯曲变形时整个光纤不会断裂，尾纤5具有两段，分别熔接在光纤(1)的两个端部，尾纤(5)用于使光纤(1)与外部光纤连通后而能传输传感光信号。

【技术特征摘要】
1.一种锁芯开关状态传感装置，其特征在于，该装置置于光交箱内，其包括光纤(1)、滑块(2)、弹性体(3)、弹性件锚点(4)以及尾纤(5)，其中，滑块(2)固定在锁芯的锁轴(6)上，以能在锁匙旋转锁轴(6)时随锁轴同步转动，滑块上设置有圆形或者圆弧形的凹槽(8)，光纤(1)位于滑块附近，以能在滑块(2)转动过程中落入凹槽中并受到凹槽挠动而顺势产生弯曲变形，传感光信号在光纤(1)弯曲变形处产生光功率损耗，光纤(1)包括第一段和第二段，在第一段和第二段的交界处设置有弹性件锚点(4)，弹性体(3)一端连接弹性件锚点(4)，弹性体(3)另一端固定在设定位置处，在光纤(1)不与滑块接触时，光纤(1)第一段受弹性体(3)作用呈无张力的直线状，同时，光纤(1)第二段呈无张力的曲线段，光纤(1)的第一段位于滑块附近，在滑块(2)上凹槽使光纤(1)产生弯曲变形时，该第一段顺势变形的同时拉动弹性体(3)伸长，并且，第二段受拉伸力作用释放出更多长度，以能保证光纤(1)第一段发生弯曲变形时整个光纤不会断裂，尾纤5具有两段，分别熔接在光纤(1)的两个端部，尾纤(5)用于使光纤(1)与外部光纤连通后而能传输传感光信号。2.如权利要求1所述的一种锁芯开关状态传感装置，其特征在于，光纤(1)为单模光纤，光纤(1)外部包套有用于抗拉、抗压、抗磨损的护套，光纤(1)的最小弯曲半径为R1，光纤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪峰，曹孟辉，游晓光，
申请(专利权)人：昆山金鸣光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32