反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法和系统技术方案

本申请公开了反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法和系统，方法：监测到靶面在激光位移传感器和光纤位移传感器的量程内时，设置靶面的预定移动速度、预定移动距离以及预定移动方向；电机根据设置的预定移动速度、预定移动距离以及预定移动方向控制靶面进行运动，在运动过程中实时读取激光位移传感器所采集的测量值；根据测量值计算靶面的实际移动速度，判断出实际移动速度与设定移动速度一致时，记录激光位移传感器采集的测量值，并读取光纤位移传感器所测量的电压值；将测量值和电压值准确对时后，进行存储，并根据测量值和电压值进行拟合处理生成标定曲线。解决了目前无法建立一个较为快速、高精度的、适用于不同反射条件的现场定标问题。

【技术实现步骤摘要】
反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法和系统
本申请涉及反射式光纤位移传感
，具体地说，是涉及一种反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法和系统。
技术介绍
反射式光纤位移传感技术是一种以连续光源为测量载体，光强为测量信号，光纤为传播介质，通过感知被测信号，判别接收信号和发射信号关系，从而获得被测物体位移的测量技术(参考文献:丛红，反射式光纤微位移传感器.2003)。与其他位移传感器相比,光纤位移传感器具有高频响(灵敏度高)、非接触测量、体积小、结构简单、抗电测干扰、适用于柔软物体等特点。因此得到了广泛的应用。 但是，由于受到反射面形状和被测面材质的影响，即使是同一个传感器在测量不同物体时，输出电压-位移曲线通常也会有很大的不同。所以光纤传感器厂家在出售其产品时通常也只会给出一个如图1所示的模式化的电压-位移曲线示意图，应用时需要使用者根据具体使用环境，特别是反射面的性质进行标定。当被测物体或测量环境频繁发生变化时，这种标定就需要反复进行。在这种情况下，急需建立一个快速便捷的光纤位移器标定系统。 具体地说，反射式光纤位移器的基本测量原理如图2所示，传感器探头由两条半圆状的光纤组成。一条用于向外发射光源，光线经探头射出后打在被测物体表面；另一条用于接收从被测物体表面反射回来的光，从发射光纤发射出来的光经被测物体的表面反射后由接收光纤收集(如图2中阴影部分)，接收光经接收光纤传送给光源探测器检测光强，通过前后光强比较，得到光纤探头和被测物体表面之间的距离。 如图1b所示，被测表面的两个圆形区域分别表示发射探头和接收探头的作用区域。两个区域的重叠部分就是可被接收探头感知的反射光区域(图1b中BI)。当两个传感器紧贴被测表面时两光纤探头在被测表面的作用区域并没有重叠，所以输出电压为零。 如图1a中a点，当探头逐渐远离被测表面时，发射光纤照亮被测表面的面积越来越大，相应的量探头作用区域的重叠部分BI也越来越大，BI的光斑经反射后照射到接收探头上的B2面积也就越来越大，这个过程光纤位移传感器会有一个线性度很好的增长的输出信号，如图1中ab段；当探头远离至接收探头可以被全部照亮的位置时，输出信号就达到了最大值，如图1中b点；随着探头的进一步远离，虽然接收探头始终被全部照亮，但是接收到的光强却在不断变小，输出信号开始线性的减小，如图1中be段。此过程中理论上输出电压信号和位移之间的关系就如图1中曲线所示。 精确的测量放射光强度是计算位移量的关键，被测物体的表面形状与材质都会对测量精度有不同程度的影响。一般来说，光纤位移传感器制造厂家无法事先知道用户所使用的反射物体的参数，只能给出一个模式化的电压-位移曲线，不可能为每一种应用对象给出标准标定曲线。于是问题留给了用户，用户在进行具体观测前不能没有标定曲线，必须自己解决因此，需要建立一个较为快速、高精度的、适用于不同反射条件的现场定标的问题。
技术实现思路
本申请所要解决的技术问题是提供一种反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法和系统，以解决目前无法建立一个较为快速、高精度的、适用于不同反射条件的现场定标问题。 为解决上述技术问题，本申请提供了一种反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法，应用于包含有靶面、激光位移传感器、光纤位移传感器以及电机的定标工作台上，其特征在于，包括: 监测到所述靶面在所述激光位移传感器和光纤位移传感器的量程内时，设置靶面的预定移动速度、预定移动距离以及预定移动方向； 所述电机根据设置的所述预定移动速度、预定移动距离以及预定移动方向控制所述靶面进行运动，在运动过程中实时读取所述激光位移传感器所采集的测量值； 根据所述测量值计算所述靶面的实际移动速度，判断出所述实际移动速度与所述设定移动速度一致时，记录所述激光位移传感器采集的所述测量值，并读取所述光纤位移传感器所测量的电压值； 将所述测量值和电压值准确对时后，进行存储，并根据所述测量值和电压值进行拟合处理生成标定曲线。 优选地，其中， 在运动过程中实时读取所述激光位移传感器所采集的测量值，进一步为: 在运动过程中实时读取所述激光位移传感器所采集的测量值并将该测量值进行存储，同时与光纤位移传感器所记录的数据进行实时对时。 优选地，其中，还包括: 监测到所述靶面不在所述激光位移传感器和光纤位移传感器的量程内时，测量所述靶面的位置并自动调节至所述激光位移传感器和光纤位移传感器的有效量程范围内。 优选地，其中，还包括: 根据所述测量值计算所述靶面的实际移动速度，判断出所述实际移动速度与所述设定移动速度不一致时，根据所述实际移动速度与所述设定移动速度之间的差值调整所述靶面的实际移动速度与所述设定移动速度一致。 优选地，其中， 将所述测量值和电压值准确对时后，进行存储，并根据所述测量值和电压值进行拟合处理生成标定曲线，进一步为: 将所述激光位移器输出的数字位移信号和所述光纤位移器输出的数字电压信号集准确对时后，进行存储，并根据所述数字位移信号和数字电压信号进行拟合处理绘制成电压-位移的标定曲线。 为解决上述技术问题，本申请还提供了一种反射式光纤位移传感器现场应用定标的系统，应用于包含有祀面、激光位移传感器、光纤位移传感器以及电机的定标工作台上，其特征在于，包括:预处理单元、驱动处理单元、测量处理单元以及绘制单元；其中， 所述预处理单元，用于监测到所述靶面在所述激光位移传感器和光纤位移传感器的量程内时，设置靶面的预定移动速度、预定移动距离以及预定移动方向； 所述驱动处理单元，用于控制所述电机根据设定的所述预定移动速度、预定移动距离以及预定移动方向控制所述靶面进行运动，在运动过程中实时读取所述激光位移传感器所采集的测量值； 所述测量处理单元，用于根据所述测量值计算所述靶面的实际移动速度，判断出所述实际移动速度与所述设定移动速度一致时，记录所述激光位移传感器采集的所述测量值，并读取所述光纤位移传感器所测量的电压值； 所述绘制单元，用于将所述测量值和电压值准确对时后，进行存储，并根据所述测量值和电压值进行拟合处理生成标定曲线。 优选地，其中，所述驱动处理单元，进一步用于: 在运动过程中实时读取所述激光位移传感器所采集的测量值并将该测量值进行存储，同时与光纤位移传感器所记录的数据进行实时对时。 优选地，其中，所述预处理单元，还用于: 监测到所述靶面不在所述激光位移传感器和光纤位移传感器的量程内时，测量所述靶面的位置并自动调节至所述激光位移传感器和光纤位移传感器的有效量程范围内。 优选地，其中，所述测量处理单元，还用于: 根据所述测量值计算所述靶面的实际移动速度，判断出所述实际移动速度与所述设定移动速度不一致时，根据所述实际移动速度与所述设定移动速度之间的差值调整所述靶面的实际移动速度与所述设定移动速度一致。 优选地，其中，所述绘制单元，进一步用于: 将所述激光位移器输出的数字位移信号和所述光纤位移器输出的数字电压信号集准确对时后，进行存储，并根据所述数字位移信号和数字电压信号进行拟合处理绘制成电压-位移的标定曲线。 与现有技术相比，本申请所述的一种反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法和系统，达到了如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法，应用于包含有靶面、激光位移传感器、光纤位移传感器以及电机的定标工作台上，其特征在于，包括：监测到所述靶面在所述激光位移传感器和光纤位移传感器的量程内时，设置靶面的预定移动速度、预定移动距离以及预定移动方向；所述电机根据设置的所述预定移动速度、预定移动距离以及预定移动方向控制所述靶面进行运动，在运动过程中实时读取所述激光位移传感器所采集的测量值；根据所述测量值计算所述靶面的实际移动速度，判断出所述实际移动速度与所述设定移动速度一致时，记录所述激光位移传感器采集的所述测量值，并读取所述光纤位移传感器所测量的电压值；将所述测量值和电压值准确对时后，进行存储，并根据所述测量值和电压值进行拟合处理生成标定曲线。

【技术特征摘要】
1.一种反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法，应用于包含有IE面、激光位移传感器、光纤位移传感器以及电机的定标工作台上，其特征在于，包括: 监测到所述靶面在所述激光位移传感器和光纤位移传感器的量程内时，设置靶面的预定移动速度、预定移动距离以及预定移动方向； 所述电机根据设置的所述预定移动速度、预定移动距离以及预定移动方向控制所述靶面进行运动，在运动过程中实时读取所述激光位移传感器所采集的测量值； 根据所述测量值计算所述靶面的实际移动速度，判断出所述实际移动速度与所述设定移动速度一致时，记录所述激光位移传感器采集的所述测量值，并读取所述光纤位移传感器所测量的电压值； 将所述测量值和电压值准确对时后，进行存储，并根据所述测量值和电压值进行拟合处理生成标定曲线。2.如权利要求1所述的反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法，其特征在于， 在运动过程中实时读取所述激光位移传感器所采集的测量值，进一步为: 在运动过程中实时读取所述激光位移传感器所采集的测量值并将该测量值进行存储，同时与光纤位移传感器所记录的数据进行实时对时。3.如权利要求1所述的反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法，其特征在于，还包括: 监测到所述靶面不在所述激光位移传感器和光纤位移传感器的量程内时，测量所述靶面的位置并自动调节至所述激光位移传感器和光纤位移传感器的有效量程范围内。4.如权利要求1所述的反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法，其特征在于，还包括: 根据所述测量值计算所述靶面的实际移动速度，判断出所述实际移动速度与所述设定移动速度不一致时，根据所述实际移动速度与所述设定移动速度之间的差值调整所述靶面的实际移动速度与所述设定移动速度一致。5.如权利要求1所述的反射式光纤位移传感器现场应用定标的方法，其特征在于， 将所述测量值和电压值准确对时后，进行存储，并根据所述测量值和电压值进行拟合处理生成标定曲线，进一步为: 将所述激光位移器输出的数字位移信号和所述光纤位移器输出的数字电压信号集准确对时后，进行存储，并根据所述数字位移信号和数字电压信号进行拟合处理绘制成电压-位移的标定曲线。6.一种反射式光纤位移传感器现场...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世念，卓燕群，汲云涛，刘力强，
申请(专利权)人：中国地震局地质研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11