光傳感器、光傳感器組件和監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】一種光傳感器，包括：保持套管；固定插芯，固定地安裝在所述保持套管中；可移動插芯，可移動地安裝在所述保持套管中，所述可移動插芯的第一移動端與所述固定插芯的第一固定端之間在所述保持套管內(nèi)具有預定距離；反射部，設置在所述可移動插芯的與所述第一移動端相對的第二移動端，以反射進入可移動插芯的光；以及致動部，所述致動部被構(gòu)造成驅(qū)動所述可移動插芯移動，使得所述第一移動端朝向所述第一固定端移動。本發(fā)明還提供包括光傳感器的光傳感器組件和監(jiān)測裝置，能夠以無源的方式遠距離檢測機械移動。
【專利說明】光傳感器、光傳感器組件和監(jiān)測裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光傳感器，特別是，涉及一種能夠感應機械移動的光傳感器以及具有這種光傳感器的光傳感器組件和監(jiān)測裝置。

【背景技術】
[0002]已研發(fā)了多種能夠感應機械移動的傳感器。但如果將傳感器感應的結(jié)果傳輸?shù)骄嚯x檢測現(xiàn)場很遠的監(jiān)測室，例如檢測現(xiàn)場距離監(jiān)測室?guī)装倜住浊滓陨?，則一般需要將檢測結(jié)果利用電導線傳輸?shù)奖O(jiān)測室。
[0003]例如，在光纜通信系統(tǒng)中，通常使用距離人的活動場所較遠的野外光交接箱對光纜通信系統(tǒng)中的光纖連接器、分配器、轉(zhuǎn)接器等中間部件提保護。在某些情況下，交接箱可能由于意外而打開，或者技術人員或者工程人員的疏忽忘記了關閉而打開，或者由于受到撞擊、盜竊而打開。在這些不需要的非正常打開的情況下，光交接箱將不能實現(xiàn)對其內(nèi)的光纖裝置進行保護的作用。
[0004]由此，需要一種傳感器能夠隨時檢測光交接箱的打開或者關閉的情況，并且需要將檢測結(jié)果輸送到距離光交接箱很遠的監(jiān)測室。但是，由于在光交接箱中沒有設置電源裝置，這樣就并適于采用電傳感器并利用電導線傳輸感應的電信號。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所解決的技術問題在于提供一種光傳感器和包括光傳感器的光傳感器組件，能夠以無源的方式遠距離檢測機械移動。
[0006]本發(fā)明進一步提供一種包括光傳感器組件的監(jiān)測裝置，以遠距離監(jiān)測被監(jiān)測目標的某一部分的機械位置。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面的實施例，提供一種光傳感器，包括:保持套管；固定插芯，固定地安裝在所述保持套管中；可移動插芯，可移動地安裝在所述保持套管中，所述可移動插芯的第一移動端與所述固定插芯的第一固定端之間在所述保持套管內(nèi)具有預定距離；反射部，設置在所述可移動插芯的與所述第一移動端相對的第二移動端，以反射進入可移動插芯的光；以及致動部，所述致動部被構(gòu)造成驅(qū)動所述可移動插芯移動，使得所述第一移動端朝向所述第一固定端移動。
[0008]上述光傳感器進一步包括復位裝置，所述致動部對抗所述復位裝置的力驅(qū)動所述可移動插芯移動。
[0009]在上述光傳感器中，所述反射部為在所述可移動插芯的第二移動端形成的反射面。所述反射面提供與波長不相關的反射特性。所述反射面也可以提供與波長相關的選擇性波段反射特性。
[0010]在上述光傳感器中，所述反射部形成在所述致動部上，并且與所述第二移動端密封連接。
[0011]在上述光傳感器中，在所述可移動插芯和致動部中的一個上設有限位部，所述限位部被構(gòu)造成限制所述可移動插芯的移動距離。
[0012]在上述光傳感器中，所述第一固定端和所述第一移動端的端面被構(gòu)造成彼此平行并相對于保持套管的軸線成一角度。
[0013]在上述光傳感器中，所述第一固定端和所述第一移動端的端面相對于保持套管的軸線傾斜5-10度。
[0014]所述光傳感器進一步包括:主體框架，所述保持套管設置在所述主體框架中；以及引導框架，安裝在所述主體框架上，所述致動部可移動地安裝在所述引導框架上。
[0015]在上述光傳感器中，所述致動部上設有引導突起，所述引導框架上與所述引導突起配合的引導槽。
[0016]上述光傳感器進一步包括殼體，所述主體框架安裝在所述殼體內(nèi)。
[0017]上述光傳感器進一步包括，安裝在所述殼體和所述弓I導框架之間的定位框架。
[0018]在上述光傳感器中，所述殼體通過柔性連接部連接至所述致動部，使得所述柔性連接部隨所述致動部移動。
[0019]根據(jù)本發(fā)明更進一步方面的實施例，通過一種光傳感器組件，包括:如上述任一實施例所述的光傳感器；以及光纜傳輸裝置，被構(gòu)造成光耦合至所述固定插芯的第二固定端，以傳輸入射到所述固定插芯的光和從所述反射部反射的光。
[0020]在上述光傳感器組件中，所述光纜傳輸裝置的光纜的第一端設有第一光纖連接器，所述光纜傳輸裝置的光纜的第二端與所述固定插芯的第二固定端直接光耦合。
[0021]在上述光傳感器組件中，所述光纜傳輸裝置的光纜的第一端設有第一光纖連接器，所述光纜傳輸裝置的光纜的第二端通過第二光纖連接器與所述固定插芯的第二固定端光率禹合。
[0022]根據(jù)本發(fā)明進一步方面的實施例，提供一種監(jiān)測裝置，包括:至少一個如上述任一實施例所述的光傳感器組件，所述光傳感器組件的光傳感器分別安裝至被至少一個監(jiān)測目標；以及光時域反射儀，所述光時域反射儀被構(gòu)造成通過光傳感器組件的光纜傳輸裝置向所述光傳感器發(fā)射主光束并接收從所述光傳感器反射的反射光束，所述光時域反射儀與各個光傳感器之間的光路距離彼此不同。
[0023]上述監(jiān)測裝置，進一步包括:分路器，被構(gòu)造成從來自所述光時域反射儀的主光束中分離出至少一束檢測光束，每束檢測光束分別傳輸?shù)较鄳墓鈧鞲衅鹘M件。
[0024]上述監(jiān)測裝置進一步包括分光器，被構(gòu)造成將所述檢測光束分成多束分檢測光束，每束分檢測光束分別傳輸?shù)较鄳墓鈧鞲衅鹘M件。
[0025]在上述監(jiān)測裝置中，所述監(jiān)測目標分成多組，并且針對每組監(jiān)測目標設置一個分路器和至少一個光傳感器組件，
[0026]所述監(jiān)測裝置進一步包括光開關，所述光開關被構(gòu)造成控制多個所述分路器中的一個進入工作狀態(tài)。
[0027]在上述監(jiān)測裝置中，所述監(jiān)測目標分成多組，并且針對每組監(jiān)測目標設置至少一個光傳感器組件；所述監(jiān)測裝置進一步包括多個串聯(lián)連接的分光器，每個分光器都將上一級的檢測光束分成主檢測光束和分檢測光束，并且每個分光器都設置在檢測主光束的傳播路徑上，每個光傳感器接收相應的分檢測光束。
[0028]在上述監(jiān)測裝置中，從每個分光器輸出的主檢測光束和分檢測光束的光通量之比為 20: 80-1: 99。
[0029]在上述監(jiān)測裝置中，所述監(jiān)測目標包括野外光交接箱。
[0030]根據(jù)本發(fā)明上述各種實施例的一種光傳感器、光傳感器組件和監(jiān)測裝置，致動裝置的移動導致固定插芯和可移動插芯的端面接觸，使得來自固定插芯的光束入射到可移動插芯，并進一步將入射的光束反射到光時域反射儀，從而能夠以無源的方式遠距離檢測機械移動，監(jiān)測被監(jiān)測目標的某一部分的機械位置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]本發(fā)明將參照附圖來進一步詳細說明，其中:
[0032]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的光傳感器的原理性剖視示意圖；
[0033]圖2A是示出圖1所示的光傳感器在致動器未被壓縮時的原理性剖視示意圖；
[0034]圖2B是示出圖1所示的光傳感器在致動器被壓縮時的原理性剖視示意圖；
[0035]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的光傳感器的立體示意圖；
[0036]圖4是示出圖3所示的光傳感器的局部分解示意圖；
[0037]圖5是示出圖4所示的光傳感器的殼體和主體框架的立體示意圖；
[0038]圖6是示出圖5中安裝在殼體中的主體框架的立體示意圖；
[0039]圖7是示出圖3所示的光傳感器的經(jīng)過中心軸線垂直剖開的截面示意圖，其中致動器未被壓縮；
[0040]圖8是示出圖3所示的光傳感器的經(jīng)過中心軸線水平剖開的截面示意圖，其中致動器未被壓縮；
[0041]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的光傳感器的立體示意圖；
[0042]圖10是示出圖9所示的光傳感器的經(jīng)過中心軸線水平剖開的截面示意圖，其中致動器未被壓縮；
[0043]圖11是示出圖9所示的光傳感器的經(jīng)過中心軸線水平剖開的截面示意圖，其中致動器被壓縮；
[0044]圖12A是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的監(jiān)測裝置的原理性示意圖；圖12B是示出圖12A所示的監(jiān)測裝置工作時在光時域反射儀獲得的光強與距離關系的曲線圖；
[0045]圖13A是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的監(jiān)測裝置的原理性示意圖；圖13B是示出圖13A所示的監(jiān)測裝置工作時在光時域反射儀獲得的光強與距離關系的曲線圖；
[0046]圖14A是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的監(jiān)測裝置的原理性示意圖；圖14B是示出圖14A所示的監(jiān)測裝置工作時在光時域反射儀獲得的光強與距離關系的曲線圖；
[0047]圖15A是根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實施例的監(jiān)測裝置的原理性示意圖；圖15B是示出圖15A所示的監(jiān)測裝置工作時在光時域反射儀獲得的光強與距離關系的曲線圖；
[0048]圖16A是根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實施例的監(jiān)測裝置的原理性示意圖；圖16B是示出圖16A所示的監(jiān)測裝置工作時在光時域反射儀獲得的光強與距離關系的曲線圖；以及
[0049]圖17是示出利用本發(fā)明的監(jiān)測裝置監(jiān)測多個監(jiān)測點的監(jiān)測系統(tǒng)的原理方框圖。

【具體實施方式】
[0050]雖然將參照含有本發(fā)明的較佳實施例的附圖充分描述本發(fā)明，但在此描述之前應了解本領域的普通技術人員可修改本文中所描述的發(fā)明，同時獲得本發(fā)明的技術效果。因此，須了解以上的描述對本領域的普通技術人員而言為一廣泛的揭示，且其內(nèi)容不在于限制本發(fā)明所描述的示例性實施例。
[0051]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的光傳感器100的原理性剖視示意圖。根據(jù)本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思，光傳感器100包括:保持套管11 ;用于與光纜的光纖光耦合的固定插芯12，固定地安裝在保持套管11中；可移動插芯13，可移動地安裝在保持套管11中，所述可移動插芯13的第一移動端與固定插芯12的第一固定端之間在保持套管11內(nèi)具有預定距離Dl ;反射部14，設置在所述可移動插芯13的與所述第一移動端相對的第二移動端，以反射進入可移動插芯13的光；以及致動部15，所述致動部15被構(gòu)造成驅(qū)動可移動插芯13移動，使得可移動插芯13的第一移動端與固定插芯12的第一固定端接觸，進而使得固定插芯12的光纖孔121與可移動插芯13的光纖孔131接觸。
[0052]光傳感器100進一步包括復位裝置16，所述復位裝置16設置在保持套管13與致動部15之間，當致動部15由于受到壓力而向光傳感器100內(nèi)部收縮時，致動部15對抗復位裝置16的力驅(qū)動可移動插芯13移動。復位裝置16可以是環(huán)繞可移動插芯13的彈簧，也可以是一種基于磁力移動的復位裝置或其他能夠自動驅(qū)動致動部復位的裝置。
[0053]一般地，如圖2A所示，當致動部15處于未被壓縮狀態(tài)時，由于復位裝置16的作用，可移動插芯13的第一移動端與固定插芯12的第一固定端之間在保持套管11內(nèi)保持預定距離D，這樣，來自固定插芯12的光束將在第一固定端自由發(fā)散，只有極少部分的光束能夠入射到可移動插芯并通過反射部14反射回固定插芯中。
[0054]另一方面，如圖2B所示，當致動部15被壓縮時，致動部15將克服復位裝置16的作用力而驅(qū)動可移動插芯13朝向固定插芯12移動，使得可移動插芯13的第一移動端與固定插芯12的第一固定端接觸，進而使得固定插芯12的光纖孔121與可移動插芯13的光纖孔131密封接觸。這樣，來自固定插芯12的光束中的絕大部分將入射到可移動插芯并通過反射部14反射回固定插芯12中。被反射的光束通過光纜傳輸裝置可以傳輸?shù)焦鈺r域反射儀，從而檢測到致動部15被驅(qū)動的情況(下面將詳細描述)。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的光傳感器100，反射部14可以為在可移動插芯13的第二移動端通過例如打磨、拋光處理、鍍膜、貼反射鏡等方式形成的平坦的反射面，以反射入射到可移動插芯13的光束并將反射的光束從可移動插芯13中發(fā)射出來。在一種實施例中，反射面可以提供與波長不相關的反射特性。在另一種實施例中，反射面也可以提供與波長相關的選擇性波段反射特性。在可替換的實施例中，反射部14為形成在致動部16上的光滑的平坦的反射面，并且與可移動插芯3的第二移動端密封連接，這樣也可以反射入射到可移動插芯3的光束并將反射的光束從可移動插芯3中發(fā)射出來。
[0056]進一步地，在可移動插芯13上設有限位部17，所述限位部17被構(gòu)造成限制可移動插芯13的移動距離。利用限位部17可以在致動部15收縮時防止可移動插芯13過度擠壓固定插芯12，并在致動部15由于受到復位裝置16的作用而伸出時脫離光傳感器100。可以理解，限位部也可以設置在致動部15上。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的光傳感器100,固定插芯12的第一固定端和可移動插芯13的第一移動端的端面被構(gòu)造成彼此平行并相對于保持套管11的軸線成一角度。優(yōu)選地，第一固定端和第一移動端的端面相對于保持套管11的軸線傾斜5-10度，更有效地為8度。這種傾斜結(jié)構(gòu)有助于第一固定端和第一移動端的端面緊密地接觸，并使光束在固定插芯12和可移動插芯13之間傳輸時光損失最小。但本發(fā)明并不僅限于這種傾斜的端面，本領域的技術人員可以理解，第一固定端和第一移動端的端面相對于保持套管11的軸線傾斜可以設置成垂直的，或者具有互補的曲面結(jié)構(gòu)，只要使得二者接觸之后使得在固定插芯和可移動插芯之間最大限度地傳輸光束即可。
[0058]圖3-8不出了出根據(jù)本發(fā)明的第一種不例性實施例的光傳感器200第一實施例的光傳感器200具有與光傳感器100相同的發(fā)明構(gòu)思和基本結(jié)構(gòu)。具體而言,參見圖3-8,光傳感器200包括:保持套管21 ;用于與光纜的光纖光耦合的固定插芯22，固定地安裝在保持套管21中；可移動插芯23，可移動地安裝在保持套管21中，所述可移動插芯23的第一移動端與固定插芯22的第一固定端之間在保持套管21內(nèi)具有預定距離D2 ;反射部24，設置在所述可移動插芯23的與所述第一移動端相對的第二移動端，以反射進入可移動插芯23的光；以及致動部25，所述致動部25被構(gòu)造成驅(qū)動可移動插芯23移動，使得可移動插芯23的第一移動端與固定插芯22的第一固定端接觸。光傳感器200進一步包括復位裝置26，所述復位裝置26設置在保持套管23與致動部25之間，當致動部25由于受到壓力而向光傳感器200內(nèi)部收縮時，致動部25對抗復位裝置26的力驅(qū)動可移動插芯23移動。
[0059]第一實施例的光傳感器200進一步包括主體框架27和引導框架28。保持套管22固定地設置在主體框架27中，引導框架28安裝在主體框架27上，致動部25可移動地安裝在引導框架28上。詳細而言，致動部25從形成在引導框架28的端部281上的通孔282中穿過，并且設置在致動部25上的突出的限位部251設置在端部281的內(nèi)側(cè)，從而阻止致動部25完全移動到引導框架28之外，在限位部251上設有引導突起252，所述弓I導框架28上與引導突起252配合的引導槽283。這樣，在引導突起252與引導槽283的配合下，致動部25推動可移動插芯22沿軸向方向移動，并防止致動部25和可移動插芯22轉(zhuǎn)動。
[0060]光傳感器200進一步包括殼體29，主體框架27安裝在殼體29內(nèi)。參見圖6_8，主體框架27包括:安裝在殼體29上的基部271 ;從基部271延伸的套管保持件272，保持套管I被保持在套管保持件272中；以及兩個相對的延伸臂273，套管保持件272設置在兩個延伸臂273之間。在延伸臂273的自由端形成向內(nèi)突出的結(jié)合突起274，相應地，在引導框架28上形成結(jié)合槽284。將作為復位裝置26的彈簧套在可移動插芯22上并使致動部25從引導框架28的內(nèi)部經(jīng)通孔282伸出之后，可以將引導框架28插入到殼體29中，結(jié)合突起274與結(jié)合槽284結(jié)合，從而將引導框架28保持在殼體29中。在殼體29和引導框架28之間可進一步安裝定位框架285，以將引導框架28穩(wěn)定地安裝在殼體29內(nèi)部?？梢岳斫?，也可以省略定位框架285，并將引導框架28的某些部位構(gòu)造成與殼體29的內(nèi)部直接接觸，這樣也可以將引導框架28保持在殼體29內(nèi)部。
[0061]進一步地，在殼體29的外部設有安裝部291，安裝部291上設有安裝孔292。這樣，可以利用螺栓結(jié)構(gòu)將光傳感器200安裝到例如設置在野外的光交接箱之類的監(jiān)測目標上。
[0062]圖9-11示出了出根據(jù)本發(fā)明的第二種示例性實施例的光傳感器300第二實施例的光傳感器300具有與光傳感器100相同的發(fā)明構(gòu)思和基本結(jié)構(gòu)。具體而言,參見圖9-11,光傳感器300包括:保持套管31 ;用于與光纜的光纖光耦合的固定插芯32，固定地安裝在保持套管31中；可移動插芯33，可移動地安裝在保持套管31中，所述可移動插芯33的第一移動端與固定插芯32的第一固定端之間在保持套管31內(nèi)具有預定距離；反射部34，設置在所述可移動插芯33的與所述第一移動端相對的第二移動端，以反射進入可移動插芯33的光；以及致動部35，所述致動部35被構(gòu)造成驅(qū)動可移動插芯33移動，使得可移動插芯33的第一移動端與固定插芯32的第一固定端接觸。光傳感器300進一步包括復位裝置36，所述復位裝置36設置在保持套管33與致動部35之間，當致動部35由于受到壓力而向光傳感器300內(nèi)部收縮時，致動部35對抗復位裝置36的力驅(qū)動可移動插芯33移動。
[0063]第二實施例的光傳感器300具有與第一實施例的光傳感器200的主體框架27、弓丨導框架28的結(jié)構(gòu)相同的主體框架37和引導框架38，在此省略其詳細描述。
[0064]在第三實施例的光傳感器300中，主體框架37安裝在由熱縮材料(heat shrinkmaterial)制成的殼體39中。殼體39包括柔性連接部391，該柔性連接部391跨過引導框架38的外側(cè)連接至從引導框架38伸出的致動部，使得柔性連接部391隨致動部35移動。這樣，柔性連接部391可以對光傳感器300的內(nèi)部進行良好的密封防止灰塵、水分等雜質(zhì)進入到光傳感器300內(nèi)部，使保護光傳感器免于外界環(huán)境(如濕度、污染等因素)的影響。進一步地，柔性連接器391具有彈性，當移除擠壓致動部35的壓力時，可以利用柔性連接部391的彈力使致動部35恢復到原來的狀態(tài)。因此，在可替換的實施例中，柔性連接部391可以用做復位裝置，并可以省略設置在保持套管31和致動部35之間的彈簧。
[0065]根據(jù)本發(fā)明進一步方面的實施例，提供一種光傳感器組件，包括:上述各種實施例中所述的光傳感器100、200和300 ;以及光纜傳輸裝置101，被構(gòu)造成光耦合至固定插芯12,22和32的第二固定端，以傳輸入射到固定插芯12、22和32的光和從反射部14、24和34反射的光。
[0066]進一步地,光纜傳輸裝置101包括光纜102,光纜102的第一端設有第一光纖連接器103，所述光纜傳輸裝置101的光纜102的第二端與固定插芯12、22和32的第二固定端直接光耦合。參見圖7、8、10和11，固定插芯22和32的第二固定端設有應力釋放裝置(strain relieve device) 221和光纖固定組件,通過該應力釋放裝置221和光纖固定組件可以將光纜的光纖連接至固定插芯22和32的第二固定端，其連接方式可以參見現(xiàn)有技術中具有光纖插芯(ferrule)的光纖連接器(例如SC連接器、LC連接器)中光纖與插芯的連接方式。
[0067]在可替換的實施例中，光纜傳輸裝置的光纜的第一端設有第一光纖連接器，所述光纜傳輸裝置的光纜的第二端通過第二光纖連接器與所述固定插芯的第二固定端光耦合。固定插芯的第二固定端可以與具有光纖插芯(ferrule)的第二光纖連接器(例如SC連接器、LC連接器)可拆卸地連接，其連接方式可以參見現(xiàn)有技術中光纖連接器與適配器之間的連接方式。
[0068]根據(jù)本發(fā)明更進一步方面的實施例，提供一種監(jiān)測裝置，包括至少一個如上述各種實施例所述的光傳感器組件和一個光時域反射儀(OTDR(optical time domainreflectormeter))。光傳感器組件的光傳感器分別安裝至被至少一個例如光交接箱、配電箱之類的監(jiān)測目標。光時域反射儀被構(gòu)造成通過光傳感器組件的光纜傳輸裝置向所述光傳感器發(fā)射主光束并接收從所述光傳感器反射的反射光束，所述光時域反射儀與各個光傳感器之間的光路距離彼此不同。
[0069]圖12A是根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的監(jiān)測裝置400的原理性示意圖。監(jiān)測裝置400包括一個光傳感器組件以及光時域反射儀406。光傳感器組件包括根據(jù)本發(fā)明的各種光傳感器100、200和300以及光纜傳輸裝置。光傳感器100安裝至被一個設置在工作現(xiàn)場(例如辦公樓、居民樓、野外或者人不宜靠近的危險場所等)的光交接箱，并且光傳感器被設置成當光交接箱的門關閉(或者打開)時光傳感器的致動部15被擠壓，從而導致可移動插芯朝向固定插芯移動。光時域反射儀406通過光纜傳輸裝置101向光傳感器100發(fā)射主光束并接收從光傳感器100反射的反射光束。
[0070]第一實施例的監(jiān)測裝置400進一步包括:分路器408，被構(gòu)造成從來自光時域反射儀406的主光束中分離出一束檢測光束，該檢測光束傳輸?shù)揭粋€光傳感器組件。更具體地，光時域反射儀406通過主光纜傳輸裝置405與分路器408光連接。進一步地，主光纜傳輸裝置405包括兩條光纖,其中一條光纖傳輸與光時域反射儀406連接,另一條光纖與服務網(wǎng)絡407連接，以向光交接箱傳輸通信信息。分路器的例子可以包括PLC分路器、環(huán)行器、或者等效分路裝置。分路器408包括多個光通道，例如16條或32條光通道，其中，一個光通道16或者光通道32與連接至一個光傳感器100的光纜傳輸裝置101連接，以傳輸檢測光束和從光傳感器100反射的反射光束,而另外的光通道1-15或者1-31用于傳輸其它光信息信號。
[0071]在光時域反射儀406處可以獲得反射光束的強度。圖12B是示出圖12A所示的監(jiān)測裝置工作時在光時域反射儀獲得的光強與距離關系的曲線圖。如圖12B所示，在光束在光纖和分路器中傳輸?shù)倪^程中，在光時域反射儀406處獲得的光強將隨著光纖的長度(即光傳感器與光時域反射儀之間的距離)而減小或由于通過分路器等大衰減器件而減小。
[0072]當光交接箱的門關閉時，光傳感器100的致動部15被擠壓導致可移動插芯13移動，使得可移動插芯13的第一移動端與固定插芯12的第一固定端接觸并且固定插芯12的光纖孔121與可移動插芯13的光纖孔131接觸時,來自固定插芯12的檢測光束中的絕大部分將入射到可移動插芯13并通過反射部14反射回固定插芯12中。反射光束進一步傳輸?shù)焦鈺r域反射儀406，因此，光時域反射儀406獲得的光強表現(xiàn)出脈沖式跳躍，光時域反射儀406進一步將光強的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化，從而根據(jù)電信號的變化檢測到光交接箱的門已關閉的情況。
[0073]雖然上面描述了光交接箱關閉時在光時域反射儀處可以獲得光脈沖的示例性實施例，但本發(fā)明并不局限于此。本領域技術人員能夠理解，可以將光傳感器安裝成當光交接箱的門開啟時致動部15被驅(qū)動，驅(qū)動可移動插芯13的朝向固定插芯移動，在光時域反射儀406處檢測到光脈沖信號的產(chǎn)生，從而確定光交接箱的門已打開。在進一步可替換的實施例中，光傳感器安裝成當門打開時致動部15由于復位裝置的作用力而驅(qū)動可移動插芯13遠離固定插芯移動，在光時域反射儀406處檢測到光脈沖信號減弱或者消失，從而確定光交接箱的門已打開?？梢岳斫?，利用在光時域反射儀406處檢測到的光脈沖信號的強弱變化情況，能夠確定光交接箱的門打開的程度。
[0074]如圖17所示，設置在中心機房的綜合管理平臺可以實時監(jiān)測光交接箱的門打開或者關閉的情況。如果光交接箱的門不是由于正常原因而打開，例如由于意外而打開，或者技術人員或者工程人員的疏忽忘記了關閉而打開，或者由于受到撞擊、盜竊而打開，則綜合管理平臺激活自動告警平臺，發(fā)出告警信號，例如可以采用移動終端告警、聲光告警、網(wǎng)絡(Web)告警、或者其它能被相關人員感知的其它告警方式。
[0075]圖13A是根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的監(jiān)測裝置500的原理性示意圖。第二實施例的監(jiān)測裝置500是在第一實施例的監(jiān)測裝置500基礎上的改進的實施例。第二實施例的監(jiān)測裝置500與第一實施例的監(jiān)測裝置400的不同之處在于，分路器508的三個光通道14-16或者30-32分別連接三個光傳感器組件。分路器508從來自光時域反射儀506的主光束中分離出三束檢測光束，每束檢測光束分別傳輸?shù)较鄳墓鈧鞲衅鹘M件。這樣，利用第二實施例的監(jiān)測裝置500可以監(jiān)測多個光交接箱(例如3個光交接箱)，或者監(jiān)測一個光交接箱的多個部位。
[0076]圖13B是示出圖13A所示的監(jiān)測裝置工作時在光時域反射儀獲得的光強與距離關系的曲線圖。如圖13B所示，光時域反射儀406獲得的光強表現(xiàn)出多個脈沖式跳躍，每個脈沖與一個光傳感器相對應。光時域反射儀406進一步將光強的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化，從而根據(jù)電信號的變化檢測到相應的光交接箱的門已打開的情況。
[0077]圖14A是根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施例的監(jiān)測裝置600的原理性示意圖。監(jiān)測裝置600是在第一實施例的監(jiān)測裝置400基礎上的改進的實施例。第三實施例的監(jiān)測裝置600與第一實施例的監(jiān)測裝置400的不同之處在于，在分流器608之后設置了一個分光器(splitter)604。分光器的實例包括1X4分光器(即將光輸入信號分成4路輸出光信號)、以及1X8分光器。分光器604與分路器608的光通道16或者32光連通，以將來自光通道16或者32的檢測光束分成4束分檢測光束，每束分檢測光束分別傳輸?shù)较鄳墓鈧鞲衅鹘M件。這樣，利用第三實施例的監(jiān)測裝置600可以監(jiān)測多個光交接箱(例如3個光交接箱)，或者監(jiān)測一個光交接箱的多個部位。
[0078]圖14B是示出圖14A所示的監(jiān)測裝置工作時在光時域反射儀獲得的光強與距離關系的曲線圖。如圖14B所示，光時域反射儀606獲得的光強表現(xiàn)出多個脈沖式跳躍，每個脈沖與一個光傳感器相對應。光時域反射儀606進一步將光強的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化，從而根據(jù)電信號的變化檢測到相應的光交接箱的門已打開的情況。
[0079]圖15A是根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實施例的監(jiān)測裝置700的原理性示意圖。監(jiān)測裝置700是在第三實施例的監(jiān)測裝置600基礎上的改進的實施例。第四實施例的監(jiān)測裝置700與第三實施例的監(jiān)測裝置600的不同之處在于，監(jiān)測目標分成多組并且設置一個光開關703，例如，每組監(jiān)測目標設置在一個區(qū)域。光開關的例子可以包括波分復用器或者等效復用裝置。在監(jiān)測裝置700中，針對每組監(jiān)測目標設置一個分路器708和至少一個光傳感器組件，相應地，主光纜傳輸裝置705中的用于傳輸檢測光束的光纖分成多個分光纖，每一分光纖光連接一個相應的分路器704。光開關703被構(gòu)造成控制多個分路器中的一個進入工作狀態(tài)，即在同一時間期間內(nèi)只有一個分路器704處于工作狀態(tài)，并且與該處于工作狀態(tài)的分路器相對應的光傳感器中具有檢測光束；而其它的分路器處于閑置狀態(tài)，并且與閑置的分路器相應的光傳感器中不存在檢測光束。因此，圖15B示出的第四實施例的監(jiān)測裝置700工作時在光時域反射儀獲得的光強與距離關系的曲線圖與圖14B示出的第三實施例的監(jiān)測裝置600工作時在光時域反射儀獲得的光強的曲線圖大致相同。
[0080]圖16A是根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實施例的監(jiān)測裝置800的原理性示意圖。第五實施例的監(jiān)測裝置800包括至少多個如上述各種實施例所述的光傳感器組件和一個光時域反射儀。光傳感器組件的光傳感器分別安裝至被至少一個例如光交接箱、配電箱之類的監(jiān)測目標。監(jiān)測目標分成多組，例如，每組監(jiān)測目標設置在一個區(qū)域，并且針對每組監(jiān)測目標設置至少一個光傳感器組件。
[0081]第五實施例的監(jiān)測裝置800進一步包括多個串聯(lián)連接的分光器808，每個分光器808都將上一級的檢測光束分成主檢測光束和分檢測光束，并且每個分光器808都設置在檢測主光束的傳播路徑上,每個光傳感器101接收相應的分檢測光束。
[0082]進一步地，從每個分光器808輸出的主檢測光束和分檢測光束的光通量之比為20: 80-1: 99。
[0083]圖16B是示出圖16A所示的監(jiān)測裝置800工作時在光時域反射儀獲得的光強與距離關系的曲線圖。如圖16B所示，光時域反射儀806獲得的光強表現(xiàn)出多個脈沖式跳躍，每個脈沖與一個光傳感器相對應。光時域反射儀806進一步將光強的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化，從而根據(jù)電信號的變化檢測到相應的光交接箱的門已打開的情況。
[0084]圖17是示出利用本發(fā)明的監(jiān)測裝置監(jiān)測多個監(jiān)測點的監(jiān)測系統(tǒng)的原理方框圖。如圖17所示，利用本發(fā)明的基于光傳感器的監(jiān)測裝置，可以監(jiān)測一個監(jiān)測目標(例如監(jiān)測目標A-Z)、一個監(jiān)測目標的多個監(jiān)測點(例如監(jiān)測目標A的監(jiān)測點A-Z)、多組監(jiān)測目標的機械狀態(tài)。
[0085]利用本發(fā)明的各種實施例的監(jiān)測裝置，可以將現(xiàn)場光交接箱作為監(jiān)測目標。但本發(fā)明并不局限于此，可以理解，能夠驅(qū)動本發(fā)明的致動部移動的任何設備都可以作為本發(fā)明的監(jiān)測裝置的監(jiān)測目標，例如，配電箱、室外變壓器箱體、防汛墻拍閘門、井蓋、設置在人不宜靠近的危險場所的箱體等各種具有開關動作的物體。
[0086]本領域的技術人員可以理解，上面所描述的實施例都是示例性的，并且本領域的技術人員可以對其進行改進，各種實施例中所描述的結(jié)構(gòu)在不發(fā)生結(jié)構(gòu)或者原理方面的沖突的情況下可以進行自由組合，從而在解決本發(fā)明的技術問題的基礎上，實現(xiàn)更多種光傳感器、光傳感器組件以及監(jiān)測裝置。
[0087]在詳細說明本發(fā)明的較佳實施例之后，熟悉本領域的技術人員可清楚的了解，在不脫離隨附權利要求的保護范圍與精神下可進行各種變化與改變，且本發(fā)明亦不受限于說明書中所舉示例性實施例的實施方式。
【權利要求】
1.一種光傳感器，包括: 保持套管； 固定插芯，固定地安裝在所述保持套管中； 可移動插芯，可移動地安裝在所述保持套管中，所述可移動插芯的第一移動端與所述固定插芯的第一固定端之間在所述保持套管內(nèi)具有預定距離； 反射部，設置在所述可移動插芯的與所述第一移動端相對的第二移動端，以反射進入可移動插芯的光；以及 致動部，所述致動部被構(gòu)造成驅(qū)動所述可移動插芯移動，使得所述第一移動端朝向所述第一固定端移動。
2.如權利要求1所述的光傳感器，進一步包括復位裝置，所述致動部對抗所述復位裝置的力驅(qū)動所述可移動插芯移動。
3.如權利要求1所述的光傳感器，其中，所述反射部為在所述可移動插芯的第二移動端形成的反射面。
4.如權利要求1所述的光傳感器，其中，所述反射面提供與波長不相關的反射特性。
5.如權利要求1所述的光傳感器，其中，所述反射面提供與波長相關的選擇性波段反射特性。
6.如權利要求1所述的光傳感器，其中，所述反射部形成在所述致動部上，并且與所述第二移動端密封連接。
7.如權利要求1所述的光傳感器，其中，在所述可移動插芯和致動部中的一個上設有限位部，所述限位部被構(gòu)造成限制所述可移動插芯的移動距離。
8.如權利要求1所述的光傳感器，其中，所述第一固定端和所述第一移動端的端面被構(gòu)造成彼此平行并相對于保持套管的軸線成一角度。
9.如權利要求8所述的光傳感器，其中，所述第一固定端和所述第一移動端的端面相對于保持套管的軸線傾斜5-10度。
10.如權利要求2-9中的任一項所述的光傳感器，進一步包括: 主體框架，所述保持套管設置在所述主體框架中；以及 引導框架，安裝在所述主體框架上，所述致動部可移動地安裝在所述弓I導框架上。
11.如權利要求10所述的光傳感器，其中，所述致動部上設有引導突起，所述引導框架上與所述引導突起配合的引導槽。
12.如權利要求10所述的光傳感器，進一步包括殼體，所述主體框架安裝在所述殼體內(nèi)。
13.如權利要求12所述的光傳感器，進一步包括，安裝在所述殼體和所述引導框架之間的定位框架。
14.如權利要求12所述的光傳感器，其中，所述殼體通過柔性連接部連接至所述致動部，使得所述柔性連接部隨所述致動部移動。
15.一種光傳感器組件，包括: 如權利要求1-14中的任一項所述的光傳感器；以及 光纜傳輸裝置，被構(gòu)造成光耦合至所述固定插芯的第二固定端，以傳輸入射到所述固定插芯的光和從所述反射部反射的光。
16.如權利要求15所述的光傳感器組件，其中，所述光纜傳輸裝置的光纜的第一端設有第一光纖連接器，所述光纜傳輸裝置的光纜的第二端與所述固定插芯的第二固定端直接光率禹合。
17.如權利要求15所述的光傳感器組件，其中，所述光纜傳輸裝置的光纜的第一端設有第一光纖連接器，所述光纜傳輸裝置的光纜的第二端通過第二光纖連接器與所述固定插芯的第二固定端光耦合。
18.一種監(jiān)測裝置，包括: 至少一個如權利要求15-17中的任一項所述的光傳感器組件，所述光傳感器組件的光傳感器分別安裝至被至少一個監(jiān)測目標；以及 光時域反射儀，所述光時域反射儀被構(gòu)造成通過光傳感器組件的光纜傳輸裝置向所述光傳感器發(fā)射主光束并接收從所述光傳感器反射的反射光束，所述光時域反射儀與各個光傳感器之間的光路距離彼此不同。
19.如權利要求18所述的監(jiān)測裝置，進一步包括: 分路器，被構(gòu)造成從來自所述光時域反射儀的主光束中分離出至少一束檢測光束，每束檢測光束分別傳輸?shù)较鄳墓鈧鞲衅鹘M件。
20.如權利要求19所述的監(jiān)測裝置，進一步包括分光器，被構(gòu)造成將所述檢測光束分成多束分檢測光束，每束分檢測光束分別傳輸?shù)较鄳墓鈧鞲衅鹘M件。
21.如權利要求20所述的監(jiān)測裝置，其中，所述監(jiān)測目標分成多組，并且針對每組監(jiān)測目標設置一個分路器和至少一個光傳感器組件， 所述監(jiān)測裝置進一步包括光開關，所述光開關被構(gòu)造成控制多個所述分路器中的一個進入工作狀態(tài)。
22.如權利要求18所述的監(jiān)測裝置，其中，所述監(jiān)測目標分成多組，并且針對每組監(jiān)測目標設置至少一個光傳感器組件 所述監(jiān)測裝置進一步包括多個串聯(lián)連接的分光器，每個分光器都將上一級的檢測光束分成主檢測光束和分檢測光束，并且每個分光器都設置在檢測主光束的傳播路徑上，每個光傳感器接收相應的分檢測光束。
23.如權利要求22所述的監(jiān)測裝置，其中，從每個分光器輸出的主檢測光束和分檢測光束的光通量之比為20: 80-1: 99。
24.如權利要求18所述的監(jiān)測裝置，其中，所述監(jiān)測目標包括野外光交接箱。
【文檔編號】H04B10/071GK104236597SQ201310223485
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月6日 優(yōu)先權日:2013年6月6日
【發(fā)明者】童朝陽, 林麟 申請人:泰科電子(上海)有限公司