專利名稱：光纖壓力感應(yīng)地毯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光纖壓力感應(yīng)地毯。
背景技術(shù)：
公告號為CN2460004、名稱為“光纖智能地毯”的中國專利公開了一種具有迎賓服務(wù)和防盜報警功能的智能化地毯。它是在普通地毯下方鋪設(shè)一塊布有若干光纖微彎器和光纖的襯底，用以感受外界壓力，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和信號處理后可開啟電燈、驅(qū)動音頻、視頻設(shè)備或通過電話線自動撥打110、移動電話或BP機(jī)報警?？蓮V泛用于各種服務(wù)行業(yè)、國家機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位或家庭。但目前這種地毯由于微彎器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易壞。而且光電轉(zhuǎn)化部分需要專業(yè)人士操作，實(shí)用性不強(qiáng)。成本過高，大大影響了使用推廣的效果。而專利號為200520044146、名稱為“壓力感應(yīng)毯”的中國實(shí)用新型專利是用碳膜柔性電路在壓力感應(yīng)方面的應(yīng)用，特別涉及無數(shù)值要求的一種壓力感應(yīng)毯的結(jié)構(gòu)。其在上下二層基片相對的內(nèi)面上涂有導(dǎo)電碳膜層；在導(dǎo)電碳膜層之間，襯一層開孔的薄片狀絕緣襯墊固定上下二層基片，并將二層導(dǎo)電碳膜隔開；導(dǎo)電碳膜層連接導(dǎo)線。該專利怕水，怕濕會產(chǎn)生誤動作，而且受壓區(qū)域有電流經(jīng)過，安全性較差，不適合大面積推廣。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種光纖壓力感應(yīng)地毯，以解決上述不足。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種光纖壓力感應(yīng)地毯，其包括:基層、在基層上二維排列的彈性光纖，設(shè)置在基層并固定彈性光纖的若干個柔性定位片、與基層共同將彈性光纖包裹于其中的面層、與彈性光纖的一端耦合的光發(fā)射器、與彈性光纖的另一端耦合的光接收器、以及與光發(fā)射器和光接收器均相連的控制器。優(yōu)選地,所述彈性光纖的直徑范圍:0.5mnT20mm。優(yōu)選地，所述彈性光纖的傳光光譜范圍:390nm 760nm。優(yōu)選地，所述基層和面層為膠結(jié)或縫合連接。優(yōu)選地，所述彈性光纖為聚合物光纖。優(yōu)選地，所述控制器包括放大和比較電路、可調(diào)電阻、和延時電路。本實(shí)用新型的有益效果是:利用不同壓力下彈性光纖的截面變形不同而導(dǎo)致光在光纖傳導(dǎo)中輸出光通量的不同，通過光電轉(zhuǎn)換控制負(fù)載的開關(guān)量，同時效率高和性價比高、不發(fā)熱、不怕濕、安全可靠。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型中第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型中第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例:如
圖1所示，本實(shí)用新型提供一種光纖壓力感應(yīng)地毯的第一實(shí)施例，其包括基層1、在基層I上呈U型往復(fù)排列的彈性光纖3，設(shè)置在基層I并固定彈性光纖3的若干個柔性定位片2、與基層I共同將彈性光纖3包裹于其中的面層4、與彈性光纖3的一端耦合的光發(fā)射器5、與彈性光纖3的另一端耦合的光接收器6、以及與光發(fā)射器5和光接收器6均相連的控制器7。彈性光纖3的直徑范圍:0.5mm 20mm，傳光光譜范圍:390nm 760nm?；鶎覫和面層4為膠結(jié)或縫合連接。彈性光纖3為聚合物光纖。由于彈性光纖3的一端稱合于光發(fā)射器5,另一端稱合于光接收器6?？刂破?通過導(dǎo)線8給光發(fā)射器5供電，使其發(fā)光，并通過與光纖的耦合進(jìn)入光纖，并最終從彈性光纖3的另一端導(dǎo)出，通過與之耦合的光接收器6，將光的亮度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柾ㄟ^引線13傳回到控制器7。在工作狀態(tài)下，即控制器7通過外接電源線9接通電源，或者控制器7內(nèi)置電池開關(guān)打開后。此時，當(dāng)有負(fù)載壓于地毯表面，壓力將傳遞到被壓處的彈性光纖3，使其發(fā)生彈性變形。此時此處的光纖截面發(fā)生變化。從而使傳遞到此處的光全反射條件被打破。部分光能量將會散射出光纖。光纖向前傳遞的光能量將會減少。負(fù)載越大，光纖截面發(fā)生的彈性變形越大。光纖向前傳遞的光能量也會越少。這必然導(dǎo)致與光纖耦合的光接收器6接收到的光通量降低。從而導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)化時，傳回到控制器7的電信號發(fā)生變化。變化的電信號通過控制器7內(nèi)的放大和比較電路，將輸出一個高低電平的開關(guān)量。同時，通過控制器7中的可調(diào)電阻，可以設(shè)定在不同壓力負(fù)載下進(jìn)行開關(guān)量的輸出。還可對控制器7中延時電路的電位器進(jìn)行調(diào)整，以對開關(guān)量的輸出進(jìn)行不同時段的延時。輸出的開關(guān)量也可以通過外接導(dǎo)線11與負(fù)載燈泡12連接形成回路，將使負(fù)載燈泡點(diǎn)亮和關(guān)閉，當(dāng)然負(fù)載燈泡換成其他負(fù)載也可實(shí)現(xiàn)通斷的功能。本實(shí)施例中，將外徑為5_的彈性光纖以U字形鋪設(shè)于800_ * 800mm面積的地毯中，地毯的平均厚度為15臟。采用波長為650 658nm的紅光LED，功率為60mw，作為光發(fā)射器5的光源。采用光敏電阻作為光接收器6的探測原件。當(dāng)有壓力作用于地毯表面，彈性光纖3將受壓變形，光敏電阻接受的光強(qiáng)發(fā)生變化。其阻值也發(fā)生變化，從而導(dǎo)致控制器動作輸出開關(guān)量的電平信號。如圖2所示，本實(shí)用新型提供一種光纖壓力感應(yīng)地毯的第二實(shí)施例，其包括基層10、在基層10上呈環(huán)形圈狀排列的彈性光纖30、設(shè)置在基層10并固定彈性光纖30的若干個柔性定位片20、與基層10共同將彈性光纖30包裹于其中的面層40、與彈性光纖30的一端率禹合的光發(fā)射器50、與彈性光纖30的另一端稱合的光接收器60、以及與光發(fā)射器50和光接收器60均相連的控制器70?？刂破?0通過導(dǎo)線80給光發(fā)射器50供電，光接收器60將光的亮度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柾ㄟ^引線82傳回到控制器70。本實(shí)施例中，將外徑為3mm的彈性光纖30以環(huán)形圈狀鋪設(shè)于600mm 600mm面積的地毯中，地毯的平均厚度為11mm。采用波長為520 524nm的綠光LED，功率為60mw，作為光發(fā)射器50的光源。采用光敏電阻作為光接收器60的探測原件?？刂破?0通過外接電源線90接通電源。當(dāng)有壓力作用于地毯表面，彈性光纖30將受壓變形，光敏電阻接受的光強(qiáng)發(fā)生變化。其阻值也發(fā)生變化，從而導(dǎo)致控制器動作，輸出開關(guān)量的電平信號。也可通過外接導(dǎo)線92與負(fù)載燈泡94連接形成回路，使負(fù)載燈泡94點(diǎn)亮和關(guān)閉。[0020]總之，與現(xiàn)有壓力感應(yīng)器件相比，本實(shí)用新型的實(shí)施技術(shù)路線更加合理，利用特種材料的彈性特點(diǎn)制成光纖，利用壓力使光纖變形而導(dǎo)致輸出光通量的變化。壓力失去時彈性光纖又能恢復(fù)到原有狀態(tài)，保證光通量有效復(fù)原。而且可以反復(fù)響應(yīng)。結(jié)合已有的光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光纖傳感的功能。整個系統(tǒng)的效率更高。性價比更高，有利于聚合物光纖在傳感領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。由于參與感應(yīng)的器件為新型彈性聚合物光纖，其不發(fā)熱，不怕濕、安全可靠等特點(diǎn)將使其應(yīng)用領(lǐng)域大大拓展。當(dāng)然上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光纖壓力感應(yīng)地毯，其特征在于其包括:基層(1、10)、在基層(1、10)上二維排列的彈性光纖(3、30)，設(shè)置在基層(1、10)并固定彈性光纖(3、30)的若干個柔性定位片(2、20)、與基層(1、10)共同將彈性光纖(3、30)包裹于其中的面層(4、40)、與彈性光纖(3、30)的一端稱合的光發(fā)射器(5、50)、與彈性光纖(3、30)的另一端稱合的光接收器(6、60)、以及與光發(fā)射器(5、50)和光接收器出、60)均相連的控制器(7、70)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖壓力感應(yīng)地毯，其特征在于:所述彈性光纖(3、30)的直徑范圍:0.5mm 20mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光纖壓力感應(yīng)地毯，其特征在于:所述彈性光纖(3、30)的傳光光譜范圍:390nm 760nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光纖壓力感應(yīng)地毯，其特征在于:所述基層(1、10)和面層(4、40)為膠結(jié)或縫合連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光纖壓力感應(yīng)地毯，其特征在于:所述彈性光纖(3、30)為聚合物光纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的一種光纖壓力感應(yīng)地毯，其特征在于:所述控制器(7、70)包括放大和比較電路、可調(diào)電阻、和延時電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光纖壓力感應(yīng)地毯，其包括基層、在基層上二維排列的彈性光纖，設(shè)置在基層并固定彈性光纖的若干個柔性定位片、與基層共同將彈性光纖包裹于其中的面層、與彈性光纖的一端耦合的光發(fā)射器、與彈性光纖的另一端耦合的光接收器、以及與光發(fā)射器和光接收器均相連的控制器。本實(shí)用新型利用不同壓力下彈性光纖的截面變形不同而導(dǎo)致光在光纖傳導(dǎo)中輸出光通量的不同，通過光電轉(zhuǎn)換控制負(fù)載的開關(guān)量，同時效率高和性價比高、不發(fā)熱、不怕濕、安全可靠。
文檔編號A47G27/02GK203028905SQ20132004052
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者陳強(qiáng) 申請人:陳強(qiáng)