[發明專利]一種通用面式非接觸傳感器的光學平行校準裝置及方法

在審

• 申請號: 201811565812.5
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109596070A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 謝思瑩;郭保民;劉洋;解運浩;席夢佳;付程坤;付濟邦;索玉昌;趙春暉;秦琴
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G01C9/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種通用面式非接觸傳感器的光學平行校準裝置及方法，裝置包括有一種強度調制式反射光纖傾角標示傳感器，以及一種可滑動反射鏡筒裝置。該校準裝置利用反射式光纖束傳感器的輸出特性進行傾斜方向檢測。將反射鏡筒放置固定于待測物體表面上，移動反射鏡面至光纖束傳感器可檢測到光信號的高度，通過探頭光纖束光源光纖發射出的光斑經由反射鏡面調制后得到的光信號大小，便能分辨出待測物體表面和原傳感器安裝平面之前是否相對平行，以及傾角偏移方向等特征。為需要傳感器端面與待測物體表面嚴格平行的非接觸測量傳感器提供了一種有效的安裝校準工具，具有較高的工程實用價值。

技術領域

本發明涉及光學校準技術領域，特別涉及一種通用面式非接觸傳感器的光學平行校準裝置及方法。

背景技術

當前傳感技術發展已較為成熟，盡管如此，在越來越多的檢測需求情境中，例如航空航天飛機發動機、各種能源熱力機械結構中，待測物各種高溫高壓以及高速轉動的惡劣環境對非接觸測量手段提出了一定的需求。而目前常見的許多非接觸測量手段中，有很大一部分為面對面的非接觸式測量，比如電容式電場傳感器，需要將傳感器端面的電容片正對待測物體平面進行測量；又如光纖式位移傳感器，需要將光纖傳感端面正對待測物體表面以測得端面到待測物體表面的距離信息。而在上述非接觸傳感器應用中，傳感器安裝平面與待測物體表面是否為嚴格平行狀態直接決定了非接觸測量傳感器的測量精度。由于非接觸傳感器安裝的特點，很難通過肉眼和手工調節的方式使傳感器端面與待測物表面嚴格平行，而傳感器端面和待測物表面的相對斜角在后續檢測中會為檢測結果引入誤差。針對于一些待測物表面并不與地面水平的特點，也無法用常見的水平儀對傳感器安裝端面進行校準。

因此，需要尋求一種能夠指示傳感端面與待測物體表面間相對傾角的傳感器，以此用來校準傳感器安裝端面。

發明內容

針對現有校準平行技術的不足，本發明旨在通過一種通用面式非接觸傳感器的光學平行校準裝置及方法。本發明旨在通過一種便捷的光學傳感器實現非接觸面式傳感器端面與待測物表面的相對傾角測量，進而幫助對與待測面相對不平行的安裝面進行調整，以期提高非接觸面式傳感器的測量精度。

本發明采用了以下技術方案達到上述發明目的：

一種通用面式非接觸傳感器的光學平行校準裝置，包括一反射式光纖束傾角標示傳感器和一內置反射鏡面的反射鏡筒；

所述的反射式光纖束傾角標示傳感器包括一支光源光纖和多支接收光纖，多支接收光纖呈圓周式分布在光源光纖外圍，用于接收光源光纖發射出的光斑照射到反射鏡面后，又反射回接收光纖端面的光信號；

所述的反射鏡筒為反射式光纖束傾角標示傳感器提供反射面媒介，反射鏡面活動設置在反射鏡筒內，且反射鏡面能夠平行于反射鏡筒底面的待測物表面滑動。

所述的反射鏡筒為圓柱形筒，反射鏡筒內有滑動軌道和調節導軌；所述的反射鏡面設置有滑動卡扣和滑動軌道嵌口；滑動軌道嵌口與滑動軌道配合連接，滑動卡扣與調節導軌連接。

所述的調節導軌的旁邊標注有刻度。

所述的反射式光纖束傾角標示傳感器置于封裝殼內，光源光纖和接收光纖組成光纖束的端面置于探頭封裝殼一側用來發射和接收光信號，光源光纖和接收光纖的另一端均穿出封裝殼另一側。

所述的反射式光纖束傾角標示傳感器的端面設置有透光板，透光板上多支接收光纖中點對應位置上刻有角度指示標，用以區分接收光纖的傾角方向。

所述的反射鏡筒半徑為大于透光板的半徑。

其特征在于：還包括光源、驅動電路、光電信號調理電路和上位機，光電信號調理電路包括光電轉換模塊和濾波放大模塊；

所述的光源光纖接至后端的光源；接收光纖捆綁組成的測向光纖束接至后端的光電信號調理電路；光電信號調理電路中的光電轉換模塊進行光電轉換與濾波放大模塊進連接，濾波放大模塊與上位機進連接。