[實用新型]一種新型結構的大量程反射式強度調制型光纖位移傳感器

有效

• 申請號: 201520175901.4
• 申請日: 2015-03-26
• 公開（公告）號: CN204535664U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 陳玉;祝琳;侯皓;趙小康;夏發銀
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本實用新型屬于傳感器設備領域，具體涉及一種新型結構的大量程反射式強度調制型光纖位移傳感器。

背景技術

光纖傳感器是20世紀70年代中期發展起來的一種新型傳感器，它是光纖和光通訊技術迅速發展的產物。具有1）抗電磁干擾、電絕緣、耐一腐蝕、本質安全、化學穩定性好，總的來說就是環境適應性強、2）靈敏度高、3）重量輕、體積小、可撓曲、4）測量對象廣泛、5）對被測介質影響小，可用于航空航天的復合材料中，可以實現非接觸、非破環性的測量、?6）便于復用和成網、7）綜合性價比高、8）信號處理相對來說簡便等優點，但是雖然光纖位移傳感在通信、城市建設、能源行業和航天工業中也有著很大的發展潛力，其價格低廉，但是其智能化以及精度和分辨率、光信號的補償以及惡劣環境下適用的光纖傳感器仍存在很大問題。這也是光纖傳感技術的主要發展方向，歸結如下：（1）提高分布式傳感器的分辨率，靈敏度，并且能夠設計出復雜的光纖傳感器網絡；（2）新型傳感技術和傳感材料的開發以及智能化傳感器的開發；（3）在惡劣環境下實現低成本傳感器和傳感網絡的開發，實現多種傳感器的融合；（4）光纖信號的補償方法的研究，這也是目前研究的熱點問題。

實用新型內容

本實用新型應光纖位移傳感器的發展以及應用需求，提出一種新型結構的大量程反射式強度調制型光纖位移傳感器，通過控制去實現位移的測量和顯示，采用單片機作為中央處理系統，處理數據以及控制系統動作，用A/D轉換器將傳感器的信號進行模數轉換，再送入處理器進行處理，并將結果通過LED顯示器顯示處理。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種新型結構的大量程反射式強度調制型光纖位移傳感器，包括光源、光源驅動電路、探頭、光電轉換裝置、窄帶帶通濾波電路、交直流轉換模塊、A/D轉換模塊、單片機以及LED顯示器，所述光源上連接有光源驅動器，其特征在于：所述探頭內置有一根發射光纖和N根接收光纖，所述光源連接至探頭的發射光纖，所述N根接收光纖的輸出端連接至光電探測器，所述光電探測器輸出端連接至窄帶帶通濾波電路，所述窄帶帶通濾波電路輸出端連接至交直流轉換模塊，所述交直流轉換模塊輸出端連接至A/D轉換模塊，所述A/D轉換模塊接入單片機，所述單片機上連接有LED顯示器

所述發射光纖和接收光纖均為多模光纖，接收光纖以發射光纖以中心分布在發射光纖周圍，組成同軸多層結構。

所述探頭上連接有兩個光電探測器，分別用于參考光路和信號光路的光探測，所述兩個光電探測器輸出端經過差動放大模塊之后接入窄帶帶通濾波模塊。

所述差動放大模塊包括差動放大器以及連接在差動放大器正負輸入端的前置電路一和前置電路二，所述前置電路一上連接有光電二極管一，所述前置電路二上連接有光電二極管二。

所述前置電路一和前置電路二一樣，所述光電二極管一和光電二極管二一樣。

所述光源為波長940nm的紅外LED光源。

所述光源驅動電路采取直流驅動或脈沖驅動。

本實用新型的有益效果體現在：本實用新型采用發射光纖和接收光纖同軸多層排列的方式以及參考光路和信號光路雙光路，增加了光纖傳感器的靈敏度以及分辨率，提高了光纖傳感器的性能。

附圖說明

圖1本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型的接收光纖和發射光纖排列圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種新型結構的大量程反射式強度調制型光纖位移傳感器，包括光源、光源驅動電路、探頭、光電轉換裝置、窄帶帶通濾波電路、交直流轉換模塊、A/D轉換模塊、單片機以及LED顯示器，所述光源上連接有光源驅動器，所述探頭內置有一根發射光纖和N根接收光纖，所述光源連接至探頭的發射光纖，所述N根接收光纖的輸出端連接至光電探測器，所述光電探測器輸出端連接至窄帶帶通濾波電路，所述窄帶帶通濾波電路輸出端連接至交直流轉換模塊，所述交直流轉換模塊輸出端連接至A/D轉換模塊，所述A/D轉換模塊接入單片機，所述單片機上連接有LED顯示器。

所述發射光纖和接收光纖均為多模光纖，接收光纖以發射光纖以中心分布在發射光纖周圍，組成同軸多層結構，

所述探頭上連接有兩個光電探測器，分別用于參考光路和信號光路的光探測，所述兩個光電探測器輸出端經過差動放大模塊之后接入窄帶帶通濾波模塊。

所述差動放大模塊包括差動放大器以及連接在差動放大器正負輸入端的前置電路一和前置電路二，所述前置電路一上連接有光電二極管一，所述前置電路二上連接有光電二極管二。