專利名稱：一種光學探測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光探測，特別是涉及一種利用光無源器件進行探測的系統(tǒng)，用于開關
量的監(jiān)測。
背景技術：
在實際工程中有許多開關量的監(jiān)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(shù)器的應用比如道路通過車輛計數(shù)等。在實際的工程應用中，經常出 現(xiàn)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(tǒng)電氣式傳感器探測，會帶來監(jiān)測點沿線的供電問題與信號傳輸問題。 在長距離的供電系統(tǒng)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(tǒng)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(jiān) 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(xiàn)有的安防系統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)由于供電無法配套導致最后系統(tǒng)的許多組件和功能無法實現(xiàn)的 情況。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術中存在的上述不足，提供一種光學探測系 統(tǒng)。利用本發(fā)明的探測系統(tǒng)，在距離較遠的情況下實現(xiàn)光無源探測開光量的效果，同時降低 探測的危險性。 本發(fā)明提供的技術方案如下 —種光學探測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)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(fā)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(tài)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(fā)光二極管。 所述的光連接器為光耦合器、或為光環(huán)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。
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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O。、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(jié)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，本發(fā)明較現(xiàn)有技術帶來了如下技術優(yōu)點 光源發(fā)出的光信號由光纖傳輸至監(jiān)測遠端，通過透鏡將光纖內的光轉變?yōu)榭臻g平 行光，然后傳輸至反射器件，反射器件將光束原路反射回，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(tài)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。 本發(fā)明不僅實現(xiàn)了與傳統(tǒng)電氣傳感系統(tǒng)同樣的功能，并且在傳輸路線中及系統(tǒng)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(jiān)控網(wǎng)絡，因此具有極大的優(yōu)勢。
l系統(tǒng)的實施例l結構示意圖, l系統(tǒng)的實施例2結構示意圖, l系統(tǒng)的實施例3結構示意圖, l系統(tǒng)的實施例4結構示意圖,


圖1是本發(fā)明一種光學探效
圖2是本發(fā)明一種光學探效
圖3是本發(fā)明一種光學探效
圖4是本發(fā)明 一種光學探效
其中， 1-發(fā)光二極管 2-光纖耦合器 3-單模光纖 4-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-激光二極管 10-光環(huán)形器 11-斜8°光纖端頭12-雙膠合透鏡13-角錐14-光敏電阻15-激光器16-分束器 17-多模光纖18-第一單透鏡19-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(jié)距自聚焦透鏡
具體實施例方式
下面結合附圖和具體的實施例來對本發(fā)明的一種光學探測系統(tǒng)做進一步的詳細 說明，但不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。 本發(fā)明的基本結構包括光源、光連接器、光探測器、光纖、透鏡及反射器件。
由光源發(fā)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(fā)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(fā)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(tài)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(jiān)測的一種有效替代。
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實施例1 本實施例用來實現(xiàn)對距離控制室5km處工井下設施進行入侵探測和報警。
本實施例中光學探測系統(tǒng)的結構如圖1所示，圖1是本發(fā)明一種光學探測系統(tǒng)的 實施例1結構示意圖。由圖可以看出，本發(fā)明采用了工作波長為1550nm的發(fā)光二極管1作 為光源，其發(fā)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(fā) 散光通過非球面塑料透鏡5變?yōu)榭臻g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?yōu)橄鄳碾娦盘枺盘柼幚韱卧?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(tài)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(jiān)控網(wǎng)絡，不僅可以成功達到預期效果。并且在與傳統(tǒng)的入侵探測方法比較時，還具有 很大的成本優(yōu)勢。
實施例2 圖2是本發(fā)明一種光學探測系統(tǒng)的實施例2結構示意圖。本實施例用來監(jiān)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(fā)出 的激光經光環(huán)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(fā)散光通過雙膠合透鏡12變?yōu)榭臻g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(huán)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是本發(fā)明一種光學探測系統(tǒng)的實施例3結構示意圖。激光器15發(fā)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(fā)出的發(fā)散光經第一單透鏡18后 變?yōu)榭臻g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(xiàn)報警信號處理。
實施例4 圖4為本發(fā)明的一種光學探測系統(tǒng)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(fā)散光變?yōu)榭臻g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(jié)距自聚焦透鏡22作為反射器件。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。即凡
依本發(fā)明申請專利范圍的內容所作的等效變化與修飾，都應為本發(fā)明的技術范疇。
權利要求
一種光學探測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)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(fā)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(jù)權利要求1所述的一種光學探測系統(tǒng)，其特征在于，所述的光源為激光器、或為 發(fā)光二極管。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種光學探測系統(tǒng)，其特征在于，所述的光連接器為光耦合 器、或為光環(huán)形器、或為光分束鏡。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種光學探測系統(tǒng)，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(jù)權利要求1所述的一種光學探測系統(tǒng)，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(jù)權利要求1所述的一種光學探測系統(tǒng)，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(jù)權利要求1或7所述的一種光學探測系統(tǒng)，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(jù)權利要求1所述的一種光學探測系統(tǒng)，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(jù)權利要求1所述的一種光學探測系統(tǒng)，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(jù)權利要求l所述的一種光學探測系統(tǒng)，其特征在于，所述的反射器件為O. 25節(jié) 距的自聚焦透鏡，在其一個端面鍍有高反膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學探測系統(tǒng)，該系統(tǒng)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(fā)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(tài)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。本發(fā)明在傳輸路線中及系統(tǒng)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(jiān)控網(wǎng)絡。
文檔編號G01V8/16GK101750634SQ20081020737
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權日2008年12月19日
發(fā)明者張成先, 李傳文, 楊峰, 趙浩 申請人:上海波匯通信科技有限公司