[实用新型]一种基于光纤光栅应变传感器的门禁传感装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤传感领域开关量传感技术，尤其涉及一种新型光纤光栅应变传感器及以此传感器基础上制作而成的门禁传感装置。

背景技术

近年来光纤传感，尤其是光纤光栅传感以其本质安全、抗干扰能力强、耐腐蚀、无源监测和分布式大范围测量等优点，越来越为人们所重视。这种传感器的工作原理是把待测参量转换为光纤光栅布拉格波长的变化，通过监测光纤光栅的波长变化即可获知待测参量的值。

在石油、变电所、化工、能源等场所，需要对场所门窗的开关状态进行监测。目前这种监测主要采用的是传统的电类连通传感器、红外对射等方式，由于电信号远距离传输不方便，不能组网，需要增加许多二次仪表、中继站和电源等设备，传输成本高，且不能运用在一些防爆，强电磁场等场合，难以满足实际需要，因此光纤光栅传感器以其自身优势，日益得到青睐。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于光纤光栅应变传感器的门禁传感装置，实现门窗开关状态的监测。

本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为： 

一种光纤光栅应变传感器，其特征在于：它包括壳体以及位于壳体内的光纤和悬臂梁；光纤一端串接有形变光栅和测温光栅，另一端引出壳体；悬臂梁包括两根，形变光栅粘贴于其中一根悬臂梁的下表面，测温光栅粘贴在另一根悬臂梁的上表面，两根悬臂梁一端固定于壳体内部，另一端设有磁铁。

按上述方案，所述的磁铁上方设有限位螺钉，限位螺钉通过固定块固定在壳体内部。

一种门禁传感装置，其特征在于：它包括上述光纤光栅应变传感器和大磁铁，大磁铁的大小视能够使得光纤光栅应变传感器的磁铁受到排斥力而定。

按上述方案，所述的光纤光栅应变传感器设置在门窗框上，大磁铁设置在门窗上，且大磁铁与光纤光栅应变传感器内部磁铁处于同圆心位置。

本实用新型的有益效果为：

1、本光纤光栅应变传感器采用机械形变而使光纤光栅波长变化的工作原理，依靠光纤来传输波长变化量，从而可以串联式大范围的监测。

2、本光纤光栅应变传感器采用一对光纤光栅分别粘贴在不同悬臂梁上，一根做形变，一根做温度补偿，因为两根光栅都粘贴在同种材料及同种形状的材料上，且同时置于非常接近的小范围内，因此当两根光栅所处的环境温度发生变化时，两根光栅的Bragg波长总是随温度沿同一方向同步漂移而相对位置不变，从而巧妙的实现温度补偿，从而提高了测量精度。

3、利用本光纤光栅应变传感器实现门禁传感，当门窗关闭时，门窗上固定的大磁铁与形变光栅悬臂梁上的小磁铁产生同极相斥的斥力，带动悬臂梁上的形变光栅拉伸，使该光栅的反射波长变大；当门窗开启时，门窗上固定的大磁铁远离小磁铁，形变光栅受到悬臂梁的回弹力，从而收缩，使光栅的反射波长恢复变小，通过计算波长变化量，就能分辨门窗的开关状态。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为图2的受力弯曲图。

图4为悬臂梁受力分析图。

图中：1、固定块；2、磁铁；3、悬臂梁；4、测温光栅；5、壳体；6、大磁铁座；7、大磁铁；8、限位螺钉；9、形变光栅。

具体实施方式

图1为本实用新型一实施例的结构示意图，图2为图1的侧视图，光纤光栅应变传感器包括壳体5以及位于壳体5内的光纤和悬臂梁3；光纤一端串接有形变光栅9和测温光栅4，另一端引出壳体5；悬臂梁3包括两根，形变光栅9粘贴在其中一根悬臂梁的下表面，测温光栅4粘贴在另一根悬臂梁的上表面，两根悬臂梁一端固定于壳体5内部，另一端设有磁铁2。磁铁2上方设有限位螺钉8，限位螺钉8通过固定块1固定在壳体5内部。门禁传感装置包括上述光纤光栅应变传感器和大磁铁7，大磁铁可固定在大磁铁座6上。