專利名稱：一種具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)及實現方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于高危場所的照明系統(tǒng)，尤其涉及一種具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)及實現方法。
背景技術：
隨著我國經濟高速發(fā)展和國防力量的增強，對高危場所的安全管理日益重要。在高危場所易燃易爆環(huán)境下采用無源照明將成為我軍后方洞庫、軍火生產、煤礦安全管理的重要設施之一。隨著高危場所自動化、信息化設備的引入，不安全因素、隱患也愈來愈多，已成為當前高危場所實現信息化、自動化工作中難于協(xié)調與解決的矛盾與難題。由于高危場所所存物品具有易燃易爆的特點，研究一種具有本質安全特性的照明技術成為一項迫切的需求。目前，國內在易燃易爆環(huán)境下，均采用有源防爆燈，通過電線供電(AC220V或DC24V)實現照明。由于需要將電線等裝置引入照明區(qū)域，為此會引發(fā)雷電的導入，因此沒有徹底解決高危場所本質安全的照明問題。具有易燃易爆的特點，研究一種具備本質安全特性的照明技術成為一項迫切的需求。由于需要將電源化照明技術具有以下顯著特點能量傳輸由光纖完成；不帶電，安全性好，可應用于易燃、易爆特殊場合與環(huán)境的照明；無紅外線和紫外線輻射，特別適合珍貴物品的照明；無電磁干擾，可被應用在核磁共振室、雷達控制室、核潛艇、核反應堆等有電磁屏蔽要求的特殊場所之內；無電火花，無點擊危險，可被應用于華工、石油、天然氣平臺等有火災、爆炸性危險或潮濕多水的特殊場所，易維護和維修；光源和發(fā)光分離，光源易更換，也易于維修；發(fā)光器可以放置在非專業(yè)人員難以接觸的位置，具有防破壞性；可在線維護大大降低維護成本與勞動強度。壽命長，可重復使用，節(jié)省投資。

發(fā)明內容
為解決上述中存在的問題與缺陷，本發(fā)明提供了一種具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)。所述技術方案如下一種具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)，包括發(fā)出不可見光的主控單元、光纖和無源化燈，所述主控單元通過光纖與無源化燈連接；所述主控單元包括控制器、激光器、光纖、光檢測器和光耦合器；所述無源化燈包括殼體、殼體內設置的光纖、光柵與光致發(fā)光粉體；所述控制器，用于控制激光器的發(fā)射和接收光檢測器的信息；光纖，用于實現遠距離的能量傳輸；光耦合器，用于對不同激光器發(fā)出的不同波長的光進行融合，融合到同一光纖上；及將光柵反射的其中一激光器的光回傳到光檢測器；光檢測器，用于接收由光纖通過光耦合器回傳的光；光致發(fā)光粉體，用于接收經過光柵發(fā)射的光，并將光進行上轉換和下轉換，變成可見光。
一種具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)的實現方法，所述方法包括
將不同激光器發(fā)出的不同波長的光通過光耦合器融合到同一光纖上；
光纖通過光耦合器將光回傳到光檢測器；及
光纖將接收到的其中一激光器發(fā)出的光經過光柵反射，并通過光耦合器回傳到光檢測器；光纖將接收到的另一激光器發(fā)出的光經過光柵發(fā)射到光致發(fā)光粉體，實現光的上轉換或下轉換，變成可見光；
可見光射到殼體的反光面并通過玻璃面射出，實現照明。
本發(fā)明提供的技術方案的有益效果是
安全、節(jié)能、環(huán)保、易維護等優(yōu)勢，且可以檢測到傳輸光纖和燈具的完整性，如傳輸光纖和燈具損壞、被破壞、則會關斷激光電源并且發(fā)出報警信號，可廣泛應用于要求無電、 無雷等易燃、易爆特殊場合與特殊環(huán)境的照明。


圖I是具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)結構圖2是無源化燈殼體內設置有支架的結構圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述
本實施例提供了一種具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)出不可見光的主控單元I、光纖2和無源化燈3，所述主控單元通過光纖與無源化燈連接；所述主控單兀包括控制器11、激光器、光纖、光檢測器12和光稱合器13 ;所述無源化燈包括殼體31、殼體內設置的光纖2、光柵32與光致發(fā)光粉體33 ;所述
控制器，用于控制激光器的發(fā)射和接收光檢測器的信息；
光纖，用于實現遠距離的能量傳輸；
光耦合器，用于對不同激光器發(fā)出的不同波長的光進行融合，融合到同一光纖上； 及
將光柵反射的其中一激光器的光回傳到光檢測器；
光檢測器，用于接收由光纖通過光耦合器回傳的光；
光致發(fā)光粉體，用于接收經過光柵發(fā)射的光，并將光進行上轉換和下轉換，變成可見光。
上述激光器至少包括2個，根據需要可以設置有多個；上述光纖包括有多條。
上述控制器分別與激光器1A、激光器IB和光檢測器相連；其中激光器IA通過光纖2A與光稱合器相連,激光器IB通過光纖2B與光稱合器相連,光檢測器通過光纖2C與光率禹合器相連；光稱合器與光纖2相連。
上述殼體31由具有反光的錐面34和透光的玻璃面35組成的密封體，殼體內的光柵32設置在光纖上，在光纖端口前方設置所述光致發(fā)光粉體33，且該光致發(fā)光粉體垂直于光纖2。
上述光耦合器由多個光器件組成；上述光檢測器為光譜檢測模塊，或光譜儀，或光測量、光檢測設備；上述激光器IA的中心波長為1300 1600nm ;上述激光器IB為大功率激光器或Led激光器，且該激光器的中心波長為900 IOOOnm ；上述光柵為光纖反射器，或光纖光柵終端濾波器，或光纖布拉格光柵傳感器或光纖傳感器。上述光致發(fā)光粉體與距離光纖端口的距離為I 30mm。 上述殼體為密封體，內部壓力為高壓或低壓，可讓光柵受壓，也可通過設置的支架36使光柵受壓(如圖2所示)。上述系統(tǒng)工作的原理如下主控單元發(fā)出的不可見光經過光纖到達無源化燈，在無源化燈內，不可見光經過上轉換或下轉換變成可見光，射向前面實現照明，其中一部分不可見光被光柵反射回去，反射光由主控單元接收；若照明系統(tǒng)受損壞，主控單元立即關閉激光器IA和激光器1B，并發(fā)出報警信息。本實施例還提供了一種具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)的實現方法，該方法包括將不同激光器發(fā)出的不同波長的光通過光耦合器融合到同一光纖上；光纖通過光耦合器將光回傳到光檢測器；及光纖將接收到的其中一激光器發(fā)出的光經過光柵反射，并通過光耦合器回傳到光檢測器；光纖將接收到的另一激光器發(fā)出的光經過光柵發(fā)射到光致發(fā)光粉體，實現光的上轉換或下轉換，變成可見光；可見光射到殼體的反光面并通過玻璃面射出，實現照明。上述激光器至少包括兩個，也可以包括多個；上述光纖包括有多條。上述光致發(fā)光粉體位于光纖2端口正前，垂直于光纖，光纖端口到光致發(fā)光粉體的距離可以為I 30臟。上述方法具體實施過程如下光耦合器實現方向a和方向b的光融合到方向c上，反向時，方向d的光只傳到主向e上；激光器IA發(fā)出中心波長λ I的光,激光器IB發(fā)出中心波長λ 2的光,光纖波長入I的光通過光纖2Α和波長λ 2的光通過光纖2Β經過光耦合器進入光纖2 ;光纖2回傳的光(方向d)經過光耦合器則只通過光纖2C傳到光檢測器。殼體內光纖2上的中心波長λ I的光經過受壓力的光柵后，被光柵反射回中心波長為λ3的光反射的中心波長λ3的光可被光檢測器檢測到。光致發(fā)光粉體實現光的上轉換或下轉換，中心波長λ2的光則通過光柵發(fā)射到前面的光致發(fā)光粉體實現光的上轉換或下轉換，變成可見光。光致發(fā)光粉體受中心波長λ 2照到的面發(fā)出可見光，可見光射到殼體的反光面后通過玻璃面射出去(方向f)，實現照明。上述控制器控制激光器1A、激光器IB的發(fā)射和接收光檢測器的信息，開啟激光器IB后，實現無源化燈3的照明，開啟激光器IA后，若光纖2發(fā)生光纖損壞和斷裂，殼體受破壞，壓力產生變化，則光檢測器檢測不到中心波長λ 3的光，則說明系統(tǒng)受損壞，控制器立即關閉激光器并發(fā)出報警信息。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護 范圍之內。
權利要求
1.一種具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括發(fā)出不可見光的主控單元、光纖和無源化燈，所述主控單元通過光纖與無源化燈連接；所述主控單元包括控制器、激光器、光纖、光檢測器和光稱合器；所述無源化燈包括殼體、殼體內設置的光纖、光柵與光致發(fā)光粉體；所述 控制器，用于控制激光器的發(fā)射和接收光檢測器的信息； 光纖，用于實現遠距離的能量傳輸； 光耦合器，用于對不同激光器發(fā)出的不同波長的光進行融合，融合到同一光纖上；及 將光柵反射的其中一激光器的光回傳到光檢測器； 光檢測器，用于接收由光纖通過光耦合器回傳的光； 光致發(fā)光粉體，用于接收經過光柵發(fā)射的光，并將光進行上轉換和下轉換，變成可見光。
2.根據權利要求I所述的具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器分別與所述激光器和光檢測器相連，光檢測器和激光器分別通過光纖與所述光耦合器相連；所述激光器至少包括有兩個；所述光纖包括有多條。
3.根據權利要求I所述的具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體由具有反光的錐面和透光的玻璃面組成的密封體，殼體內的光柵設置在光纖上，在光纖端口前方設置所述光致發(fā)光粉體，且該光致發(fā)光粉體垂直于光纖。
4.根據權利要求I所述的具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)，其特征在于，所述 光耦合器由多個光器件組成； 光檢測器為光譜檢測模塊，或光譜儀，或光測量、光檢測設備； 激光器中一激光器為大功率激光器或Led激光器，且該激光器的中心波長為900 IOOOnm ； 光柵為光纖反射器，或光纖光柵終端濾波器，或光纖布拉格光柵傳感器或光纖傳感器。
5.根據權利要求I所述的具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)，其特征在于，所述激光器中一激光器的中心波長為1300 1600nm;所述光致發(fā)光粉體與距離光纖端口的距離為I 30mmo
6.一種具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)的實現方法，其特征在于，所述方法包括 將不同激光器發(fā)出的不同波長的光通過光耦合器融合到同一光纖上； 光纖通過光耦合器將光回傳到光檢測器；及 光纖將接收到的其中一激光器發(fā)出的光經過光柵反射，并通過光耦合器回傳到光檢測器；光纖將接收到的另一激光器發(fā)出的光經過光柵發(fā)射到光致發(fā)光粉體，實現光的上轉換或下轉換，變成可見光； 可見光射到殼體的反光面并通過玻璃面射出，實現照明。
7.根據權利要求6所述的具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)的實現方法，其特征在于，所述所述激光器至少包括有兩個；所述光纖包括有多條。
8.根據權利要求6所述的具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)的實現方法，其特征在于，所述光耦合器由多個光器件組成； 光檢測器為光譜檢測模塊，或光譜儀，或光測量、光檢測設備； 激光器中一激光器為大功率激光器或Led激光器，且該激光器的中心波長為900 IOOOnm ；光柵為光纖反射器，或光纖光柵終端濾波器，或光纖布拉格光柵傳感器或光纖傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有損壞檢測的無源化照明系統(tǒng)及實現方法，所述系統(tǒng)包括發(fā)出不可見光的主控單元、光纖和無源化燈，所述主控單元通過光纖與無源化燈連接；所述主控單元包括控制器、激光器、光纖、光檢測器和光耦合器；所述無源化燈包括殼體、殼體內設置的光纖、光柵與光致發(fā)光粉體；所述控制器，用于控制激光器的發(fā)射和接收光檢測器的信息；光纖，用于實現遠距離的能量傳輸；光耦合器，用于對不同激光器發(fā)出的不同波長的光進行融合，融合到同一光纖上；及將光柵反射的其中一激光器的光回傳到光檢測器；光檢測器，用于接收由光纖通過光耦合器回傳的光；光致發(fā)光粉體，用于接收經過光柵發(fā)射的光，并將光進行上轉換和下轉換，變成可見光。
文檔編號F21V8/00GK102980038SQ20121056374
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權日2012年12月21日
發(fā)明者周松斌, 程韜波, 蔣曉明, 陳寧華 申請人:廣東省自動化研究所