[发明专利]一种锁芯开关状态传感装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于光纤传感领域，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。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明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，按照本发明的一个方面，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。

在本发明的一个实施例中，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。